4.2.电解池课件2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 湖北省利川市第一中学 第二节 电 解 池　 自1800年，伏特发明了伏打电池后，科学家们纷纷开始利用伏打电池研究电的化学效应，对水、盐溶液，熔融固体化合物进行通电实验，其中英国化学家戴维在点解释议案中发现了钠、钾、镁、钙、锶、钡等多种元素，成为发现最多新元素的科学家。 1833年，英国科学家法拉第，经过一系列的实验，发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时，能够获得氯气，这一发现为氯碱工业的发展有重要的促进作用 石墨 饱和食盐水 情境—— 电解池的前世今生 氯碱工业 电解精炼铜 电 镀 电化学合成 电解处理废水 【实验4-2】 在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 CuCl2溶液 石墨棒 石墨棒 oooooooooooooooooooo － ＋ 阴极 阳极 Cu Cl2 ooooooooooooooooooooooo e- e- 【思考与讨论】 与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。 与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。 阳离子Cu2+和H+ 向阴极移动 阴离子OH-和Cl- 向阳极移动 Cu2+在阴极放电： Cl-在阳极放电： 2Cl－－2e－=Cl2↑ （氧化反应） Cu2+ ＋ 2e－ = Cu （还原反应） 总反应式：CuCl2 Cu + Cl2↑ 电解 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 注意：①电流应是直流电 ②熔融态的电解质也能被电解 2．电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 3．电解池的构成： ①外加直流电源 ③电解质溶液或熔融的电解质 ④形成闭合回路 ②阴、阳两极 一、电解原理 ⑤能发生氧化还原反应 可以是自发的反应，也可以是非自发的反应 两极一液一电源，氧化还原是条件 4.几种流向的问题 （1）电流：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极） （2）电子流向： 电源 极 → 电解池 极； 电解池 极 → 电源 极 （3）离子： 阳离子 → 电解池 极 阴离子 → 电解池 极 负 正 阳 阴 阴 阳 电流(I)流向 5.电解规律 ①活性电极：电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应， 如：Fe、Cu、Ag ②惰性电极：电极自身不反应，只导电。如：Au、Pt、C (1)判断阴、阳极 分析阳极材料是惰性电极 还是活性电极。 阴极材料只要导电就可以 阴极： 阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 得电子能力（氧化性）强的离子先放电。 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>…>K+ 这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。 这4种金属离子浓度较大时，先于H+放电。 Fe3+得电子能力比Cu2+强，但第一阶段Fe3+只被还原为Fe2+ (2)分析电解质溶液中的全部离子并分为阴、阳两组 提示:不要忘记水溶液中的H+和OH-,不要把H+、OH-误加到熔融电解质中。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 活泼金属作阳极,则金属首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则只有溶液中阴离子放电。 失电子能力（还原性）强的离子先放电。 阳极： 活泼电极>S2->I- >Br - > Cl- > OH- >含氧酸根（NO3- 、SO42-、CO32-）>F- 小结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应 ①电解水型： 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原加入物质 减小 增大 不变 H2O 4OH-－4e－=O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－=2H2↑ H2SO4、NaOH、Na2SO4 等含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。 （4）电解规律(用惰性电极电解时) ②电解电解质型： 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 阴极反应式 Cu2＋＋2e－=Cu pH变化   复原加入物质 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2H＋＋2e－=H2↑ 增大 HCl CuCl2 HCl、CuCl2等无氧酸、不活泼金属的