2018-2019年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.1 電解原理課件 新人教版選修4.ppt

第四章電化學(xué)基礎(chǔ),4-3-1電解池（第一課時(shí)）,有關(guān)電解,金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。,電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法。,一、電解原理（以電解氯化鈉為例）,實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉,現(xiàn)象：陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2),陰極：有金屬鈉析出,陰極,陽極,氯氣,鈉,熔融NaCl,實(shí)驗(yàn)分析：,通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況陽離子：Na+陰離子：Cl-做無規(guī)則運(yùn)動,通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）與電極材料無關(guān),（2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽極：2Cl-Cl2+2e-氧化反應(yīng)陰極：2Na+2e-2Na還原反應(yīng)總式：,電解:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。,電解池:借助氧化還原反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。,構(gòu)成條件:(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個(gè)電極：接電源正極的為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì),電子的流向:電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）,離子定向移動的方向:陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.,惰性電極與活性電極：惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng),電解過程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。,以電解氯化銅為例,實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液,現(xiàn)象：陽極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶櫟腒I-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2),陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出,陰極,陽極,氯氣,銅,CuCl2溶液,實(shí)驗(yàn)分析：,通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況陽離子：H+、Cu2+陰離子：OH-、Cl-做無規(guī)則運(yùn)動,通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）與電極材料無關(guān),（3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽極：2Cl-Cl2+2e-氧化反應(yīng)陰極：Cu2+2e-Cu還原反應(yīng)總式：,（2）判斷離子的放電順序：陽離子：Cu2+>H+陰離子：Cl->OH-,（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：CuCl2溶液濃度降低,離子放電順序：,陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。,活性材料作電極時(shí)：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：,S2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3-、SO42-(等含氧酸根離子）>F-,Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序要發(fā)生變化，相同時(shí)按H+,不同時(shí)按（H+）,陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：,陽極：,電解規(guī)律,陰極,陽極,氯氣,銅,陽極：2Cl-2e-=Cl2,陰極：Cu2+2e-=2Cu,減小,減小,CuCl2,CuCl2溶液,1、電解電解質(zhì)型,陽極,陰極,氧氣,氫氣,陽極:4OH-4e-2H2O+O2,陰極:4H+4e-2H2,變大,不變,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O2H2+O2,2、電解水型,陽極,陰極,氯氣,氫氣,陽極:2Cl-2e-Cl2,陰極:2H+2e-H2,2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,減小,增大,加HCl,NaCl溶液,3、放氫生堿型,陽極,陰極,氧氣,銅,陽極:4OH-4e-2H2O+O2,陰極：Cu2+2e-Cu,減小,減小,加CuO,CuSO4溶液,3、放氧生酸型,電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié),陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-,與區(qū)：電解本身型如CuCl2、HCl與區(qū)：放氫生堿型如NaCl與區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3與區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH,陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+,(4)能結(jié)合題目要求分析電解時(shí)的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH變化等。,1.分析電解問題的基本方法思路,(1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H和OH)。,(2)通電時(shí)：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰優(yōu)先放電(注意活潑金屬作陽極時(shí)優(yōu)先放電)。,(3)正確書寫電極反應(yīng)式，要注意原子數(shù)、電荷數(shù)是否守恒。,歸納總結(jié),(2)陽極：溶液中還原性強(qiáng)的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電順序：金屬陽極>S2>I>Cl>OH>含氧酸根。,2.電極反應(yīng)規(guī)律,(1)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：Ag>Cu2>H>Pb2>Fe2>Zn2,歸納總結(jié),3惰性電極電解規(guī)律,歸納總結(jié),D,當(dāng)堂檢測,D,電解水的包含三類：強(qiáng)堿、含氧酸和活潑金屬的含氧酸鹽。,當(dāng)堂檢測,C,放O2生酸型，溶液酸性增強(qiáng),電解水型，溶液濃度變大，酸性增強(qiáng),當(dāng)堂檢測,B,當(dāng)堂檢測,由題意可知，M極溶解，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，N極質(zhì)量增加，故有金屬單質(zhì)在N極上析出，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，電解質(zhì)溶液為鹽溶液，M為金屬電極。,B,當(dāng)堂檢測,0.56L,1,當(dāng)堂檢測,