第二節(jié)

電解池第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第1課時(shí)

電解原理新課導(dǎo)入化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池，那么是否有一種裝置將電能直接轉(zhuǎn)化成化學(xué)能呢？電解池思考：若將水換成CuCl2溶液，預(yù)計(jì)會觀察到什么現(xiàn)象？2H2O2H2↑

+O2↑電解發(fā)展伏打電池電解水【實(shí)驗(yàn)4-2】在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極材料，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。與直流電源負(fù)極相連的b極與直流電源負(fù)極相連的a極現(xiàn)象結(jié)論覆蓋一層紅色物質(zhì)產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)產(chǎn)生Cu產(chǎn)生Cl2電解原理陰極陽極KI＋Cl2=KCl＋I(xiàn)2【思考】CuCl2

溶液在直流電的作用下為什么會生成單質(zhì)Cu和Cl2？oooooooooooooooooooo－＋oooooooooooooooooooooooCuCl2e-陰極陽極通電前離子自由移動：CuCl2

==Cu2++2Cl-H2OH+

+OH-

向陰極遷移向陽極遷移通電后離子定向移動：陰陽相吸總反應(yīng)式：CuCl2====

Cu+Cl2↑電解Cu2+＋2e-==Cu（還原反應(yīng)）陽極：與直流電源正極相連的石墨棒陰極：與直流電源負(fù)極相連的石墨棒2Cl-－2e-==Cl2↑（氧化反應(yīng)）負(fù)陰還正陽氧e-電解原理使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。1、電解：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置2、電解池(電解槽)：3、電解池的構(gòu)成：①外加直流電源③電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)④形成閉合回路陰極：與負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)陽極：與正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)②陰、陽兩極電源、兩極、一液、成回路陰離子→

陽極

陽離子

→陰極

陰陽相吸電子流向離子流向電源的負(fù)極→

導(dǎo)線

→電解池陰極電解池陽極→

導(dǎo)線

→電源的正極原電池中：陽離子→正極

陰離子→負(fù)極

(正正負(fù)負(fù))課本105頁直流電源陽極陰極e-e-氧化反應(yīng)還原反應(yīng)失電子得電子陰離子陽離子電解池的陰極、陽極的判斷方法正陽氧負(fù)陰還陰極Cu2+＋2e-

=Cu氧化性:Cu2+＞H+放電順序Cu2+＞H+得電子能力:Cu2+＞H+陽極2Cl-

-2e-

=Cl2↑還原性:Cl-＞OH-放電順序

Cl-＞OH?失電子能力:Cl-＞OH-放電：離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，或得電子發(fā)生還原反應(yīng)的過程。

電解CuCl2溶液，為什么是Cu2+在得電子，Cl?在失電子？H+和

OH?為什么沒有參與電極反應(yīng)呢？結(jié)論：得失電子能力強(qiáng)的離子優(yōu)先放電放電順序1、陽極放電順序電極直接失電子①活性電極(除Pt、Au、C外)：②惰性電極(Pt、Au、C等)：溶液中的陰離子失電子在水溶液中不放電失電子能力陽極SO42-、NO3-、CO32-S2-＞I-＞Br

-＞Cl

-＞OH-＞

含氧酸根離子＞F-【總結(jié)】活性電極＞（金屬）放電順序2、陰極放電順序得電子能力溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子得電子，與電極材料無關(guān)【總結(jié)】Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+水溶液中不放電，熔融態(tài)放電金屬活動性順序表倒過來CNaCl溶液FeNaCl

==

Na+＋Cl-H2O

?H++OH-陽極陰極H+＞Na+Cl-＞OH-失電子能力：得電子能力：陽極：陰極：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-2Cl--2e-=Cl2↑判電極找離子定順序分陰陽寫反應(yīng)FeNaCl溶液C陽極陰極活性電極H+＞Na+失電子能力：得電子能力：陽極：陰極：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-Fe－2e－==Fe2+電極反應(yīng)式書寫陽極放電順序：＞S2?＞I?

＞Br?

＞Cl?

＞OH?

＞

含氧酸根離子＞F?活性陽極陰極放電順序：

Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞某同學(xué)欲完成反應(yīng)：2HCl+2Ag==2AgCl+H2↑

，而設(shè)計(jì)了下列四個實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的是（

）ABCDC借助電解，可以使非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生習(xí)題大本146頁第3題用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液1、電解

型水電解質(zhì)H2SO4溶液中離子離子放電順序陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度pH變化復(fù)原加入物質(zhì)SO42?OH?(水)H+OH?＞

SO42?

2H2O?

4e?

==

O2↑＋4H+4H+＋4e?

==2H2↑減小加水增大判電極找離子定順序?qū)懛磻?yīng)出什么，加什么定量原則：出多少加多少1、電解

型水電解質(zhì)NaOHNa2SO4溶液中離子離子放電順序陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度pH變化復(fù)原加入物質(zhì)

H+

＞

Na+

增大加水OH-

Na+H+(水)4OH?

?

4e?

==

O2↑＋2H2O4H2O＋4e?

==

4OH?＋2H2↑不變加水SO42?OH-(水)Na+

H+(水)2H2O?

4e?

==4H+＋O2↑4H2O＋4e?

==

4OH?＋2H2↑

H+

＞

Na+

OH-＞SO42?增大不變電解質(zhì)HClCuCl2溶液中離子離子放電順序陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度pH變化復(fù)原加入物質(zhì)2、電解

型電解質(zhì)

Cl-

＞

OH-

增大通入HCl氣體H+Cl-

OH-(水)2Cl-

?

2e?

==

Cl2↑2H+＋2e?

==H2↑不討論加CuCl2固體Cl-

OH-(水)Cu2+

H+(水)Cu2+

?

2e?

==

Cu↑

Cu2+＞

H+

Cl-＞OH-減小減小2Cl-

?

2e?

==

Cl2↑電解質(zhì)NaClCuSO4溶液中離子離子放電順序陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度pH變化復(fù)原加入物質(zhì)3、電解

型電解質(zhì)和水增大通入HCl氣體2Cl-

?

2e?

==

Cl2↑2H2O＋2e?

==2OH-＋H2↑減小加CuO或CuCO3SO42?OH-(水)Cu2+

H+(水)2Cu2+

?

4e?

==2Cu↑

Cu2+＞

H+

SO42?＞OH-減小并生成新電解質(zhì)減小并生成新電解質(zhì)2H2O?

4e?

==4H+＋O2↑

Na+H+(水)Cl-

OH-(水)

Cl-

＞

OH-

H+

＞

Na+

(放H2生堿)(放O2生酸)電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例舉例電極反應(yīng)物質(zhì)類別實(shí)例

含氧酸H2SO4強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl減小增大不變H2O陽：2Cl-－2e-＝Cl2↑陰：2H++2e-＝H2↑增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽：2Cl--2e-===Cl2↑陰：Cu2++2e-===Cu不討論CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽：2Cl--2e-==Cl2↑陰：2H2O+2e-=H2↑+2OH-增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽：2H2O-4e-=4H++O2↑陰：2Cu2++4e-＝2Cu減小CuO電解水型復(fù)原方法pH變化電解類型電解電解質(zhì)型放氫生堿型放氧生酸型本質(zhì)：H+

和OH-放電；若溶液中本身有大量的H+或OH-，直接寫H+或OH-；若H+和OH-來源于水，放電物質(zhì)寫H2O習(xí)題用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時(shí)間后，再加入W，能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)。則下列符合題意的一組是(

)C選項(xiàng)XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體大本148頁第2題CuCl2溶液CC-+Cl?OH?Cl?H+Cu2+Cu2+e-e-C鋅-Zn2+Cu2+SO42?Zn-

電解池

原電池形成條件電極名稱電極反應(yīng)離子流向電子流向能量轉(zhuǎn)化

CuSO4溶液1.兩個電極2.電解質(zhì)溶液3.閉合回路4.直流電源1.兩個電極2.電解質(zhì)溶液3.閉合回路4.氧化還原反應(yīng)（自發(fā)）陽極、陰極正極、負(fù)極陽極--氧化反應(yīng)陰極--還原反應(yīng)負(fù)極--氧化反應(yīng)正極--還原反應(yīng)陽離子

→陰極陰離子

→陽極陽離子

→正極陰離子

→負(fù)極負(fù)極

→陰極陽極

→正極負(fù)極

→導(dǎo)線

→正極氧還反應(yīng)(可自發(fā)可非自發(fā))化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能小結(jié)：電解池和原電池的比較下列關(guān)于如圖所示的①②兩個裝置的敘述，正確的是(

)A、裝置名稱：①是原電池；②是電解池B、電極反應(yīng)式：①中陽極：2H2O-4e-=O2↑+4H+；

②中正極：2H++2e-=H2↑C、硫酸濃度變化：①減?。虎谠龃驞、離子移動方向：①中H+向陰極方向移動；②中H+向負(fù)極方向移動