化学选修四第4章第3节.ppt

第四章 电化学基础 第3节 电解池（课时1） 本节课采取的设计思路是：先让学生动手实验（电解氯化铜溶液）→分析实验现象、交流结论→依据实验结论提升知识，归纳出电解的定义与电解池的组成→ 分析电解可能的产物并动手实验（电解氯化钠溶液、硫酸铜溶液）→ 归纳分析、解决电解问题的方法→ 利用结论解决实际问题，落实知识 。 首先观察电解氯化铜溶液实验，引入电解和电解池的概念、反应原理、电解池的装置形成条件，接着探讨电解池正负极的判别，阴、阳离子放电顺序的讲解 。电极反应的书写采用归纳法讲解，由“一碱二酸类盐”的电极反应式书写归纳出电极反应式的书写。电解原理应用讲述顺序为：氯碱工业、精炼铜、电镀、冶炼铝。 实验现象： 如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管的CuCl2溶液中 ，再接通12V直流电,观察现象。约3～5min后切断电源。 阳极-- 与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味， 与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出. 阴极--- Cl2 Cu 能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝. 一、电解的基础知识 1、电解 使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极发生氧化—还原反应的过程 2、电解池 （1）概念：把电能转化为化学能的装置 （2）形成条件 (1) 有外加电源 (3) 与电解质溶液(或熔化的电解质)形成 闭合回路 （2）有阴阳两个电极 阳极 阴极 AgNO3溶液 e- e- 电子流向 （3）反应原理 阳离子 阴离子 阴极 阳极 电极反应： 4OH--4e- =2H2O+O2 电极反应：Ag++e- =Ag 氧化反应 还原反应 电解总反应:4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 电解 碳棒 碳棒 3、电解池中正负极的判断 如何判断电解池的正负极？ （2）根据电子流动的方向判断 （3）根据发生的反应判断 与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为阳极； 电子流出的一极为阳极，电子流进的一极为阴极； 发生氧化反应的一极为阳极；发生还原反应一极的为阴极 （1）根据电源正负极判断 4、电极反应式和电解总反应式的书写 如何书写电解池的电极反应式？ （1）阳极：注意是否是惰性电极(C .Pt.Au) （2）阴极： 失电子的一极,发生氧化反应,需判断什么物质发生了氧化反应,生成了什么物质。 得电子的一极,发生还原反应,需判断什么物质发生了还原反应,生成了什么物质。 注意：总反应式 = 阳极反应式 + 阴极反应式 阳极的电极反应：4OH--4e-=2H2O+O2 阴极的电极反应：Ag++e-=Ag 电解总反应:4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 电解 怎么判断阴阳离子的放电顺序（即失或得电子的顺序）？ （1）阴极:阳离子放电由难到易(离子浓度接近时) （3）活性电极作阳极时先放电变成阳离子 常见阴阳离子放电顺序 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+ （2）阳极:阴离子放电由难到易 F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2- 电解 类型 举 例 电极反应 溶液pH变化 溶液复 原方法 物质类别 实例 水 电 解 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的 含氧酸盐 Na2SO4 溶 质 电 解 无氧酸 HCl 不活泼金属 的无氧酸盐 CuCl2 溶质和水同时电解 活泼金属的 无氧酸盐 NaCl 不活泼金属 的含氧酸盐 CuSO4 5.电解质溶液用惰性电极电解的规律小结： 阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O 阴极：4H++4e—=2H2↑ 阳极2Cl—-2e— =Cl2↑ 阴极：4H++4e—=2H2↑ 阳极:2Cl—-2e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++2e—=Cu 阳极:2Cl—-2e— = Cl2↑ 阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH- 阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O 阴极：2Cu2++4e—=2Cu 减小 增大 不变 增大 增大 减小 H2O HCl CuCl2 HCl CuO [例]以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 (1)NaCl溶液: (2)CuSO4溶液: 阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑ 或(4H2O