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1、人教版人教版 选修选修4 4 化学反应原理化学反应原理第四章第四章 电化学基础电化学基础（第一课时）（第一课时）（第一课时）（第一课时）伊旗高级中学伊旗高级中学 刘瑞清刘瑞清 第三节第三节 电解池电解池教学目标教学目标1.了解电解池是将电能转化为化学能的装置。了解电解池是将电能转化为化学能的装置。2.理解电解池的工作原理。理解电解池的工作原理。教学教学重点：重点：电解池的工作原理电解池的工作原理【实实 验验 探探 究究 】u将两根碳棒插入将两根碳棒插入CuCl2溶液中；溶液中；现现象：象：无无明明显显现现象象现现象：象：无无明明显显现现象象u将两根碳棒将两根碳棒用导线连接用导线连接后插入后插入
2、CuCl2溶液中；溶液中；思考思考？1.电解原理电解原理u如图：将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极连接后，插入CuCl2溶液中，再通电。现现象：象：CuCl2溶液溶液离子移动离子移动通电前：通电前：Cu2+、H+、Cl、OH 为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后：通电后：Cu2+、移向阴极，移向阴极，Cl、移向阳极；移向阳极；通电前通电前 阴极阳极通电后通电后实验分析实验分析思考：思考：氯化铜溶液中含有哪些微粒氯化铜溶液中含有哪些微粒?阳离子：阳离子：Cu2+H+；阴离子：阴离子：Cl-OH-CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl-H2O H+OH-Cu2+氧化性大于氧
3、化性大于H+,故故Cu2+得电子变成得电子变成Cu Cl-还原性大于还原性大于OH-,故故Cl-失电子生成失电子生成Cl22Cl 2e=Cl2（氧化反应）（氧化反应）Cu2+2e=Cu（还原反应）（还原反应）阳极：阳极：阴极：阴极：CuCl2Cu+Cl2电解电解总反应总反应实验现象：与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味，阳极阳极阳极阳极-阴极阴极阴极阴极-与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出。且能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。Cl2Cu 电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：实验分析：2.电解：电解：使使直流电直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起通过电解质溶液而在阴、
4、阳两极引起 氧化还原反应氧化还原反应的过程，叫做的过程，叫做电解电解。4.构成电解池的条件：构成电解池的条件：直流电源；直流电源；阴极阴极:与电源与电源负极负极相连，相连，氧化反应氧化反应阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连 还原反应还原反应 两电极两电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；3.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC形成闭合回路。形成闭合回路。材料可同可不同 电电 离离 电电 解解条件条件过程过程特点特点联系联系在水溶液或熔化状态下，不需通电。在水溶液或熔化状态下通电。电解质电离成为自由移动的离子。阴、阳离子定向移动，在两极上得失电子
5、成为分子或原子。只产生自由移动的离子。发生氧化还原反应，有新物质生成。电离是电解的先决条件和物质基础。必须有电离作前提。电离和电解的比较电离和电解的比较 5.5.电子的流向电子的流向:电子：电源的负极电子：电源的负极 电解电解池的阴极池的阴极 阳极阳极 电源正极。电源正极。6.6.离子定向移动的方向离子定向移动的方向:阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动,阴离子阴离子向向阳极阳极移动。移动。7.7.电极材料：电极材料：惰性电极：惰性电极：C、Pt、Au不发生反应，只起导电作用活性电极：活性电极：Ag及以前金属，作阳极则失电子阴极：阳离子（氧化性强的离子先放电）阴极：阳离子（氧化性强的离子先放电）金
6、属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属金属 S2IBrClOH(水水)NO3SO42(等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根离子）离子）离子）离子）F阳极：阴离子放电或金属本身放电阳极：阴离子放电或金属本身放电8.电解质在水溶液中放电规律水电离产生时浓度极小AgAgAgAg+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+H H H H+（酸电离）（酸电离）（酸电离）（酸电离）PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2+2+2+2+HH+（水
7、（水（水（水电离的）电离的）电离的）电离的）AlAlAlAl3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa+KKKK+金属阳极先放电，离子后放电金属阳极先放电，离子后放电阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液溶液CuCl2Cu+Cl2电解用惰性电极电解电解质溶液用惰性电极电解电解质溶液阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值
8、值复原复原Na2SO4阳极阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-=2H2变大变大不不变变加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O2H2+O2电解用惰性电极电解电解质溶液用惰性电极电解电解质溶液阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原NaCl阳极阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e-=H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小减小增增大大加加HClNaCl溶液溶液用惰性电极电解电解质溶液用惰性电极电解电解质溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极:4OH-
9、4e-=2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+2e-=Cu减小减小减小减小加加CuOCuSO4溶液溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4电解用惰性电极电解电解质溶液用惰性电极电解电解质溶液溶溶 液液电解的电解的类型类型电解液电解液 浓度浓度 溶液溶液 pH值值复复 原原方方 法法H2SO4NaOHNa2SO4HCl NaClCuSO4 增大加H2O电解水不变减小减小增大增大减小增大生成新物质生成新物质通入HCl通入HCl加入CuO电解电解质放出H2生成碱放出O2生成酸用惰性电极电解下列溶液用惰性电极电解下列溶液用惰性电极电解下列溶液用惰性电极电解下列溶液,根据电解规律填写下表根据电解
10、规律填写下表根据电解规律填写下表根据电解规律填写下表电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-与与区：区：电解本身型电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：区：放氢生碱型放氢生碱型 如如NaCl与与区：区：放氧生酸型放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：区：电解水型电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+总结写电解反应的一般思路：总结写电解反应
11、的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化、阴极还原阳极氧化、阴极还原分析得出产物分析得出产物判断阴阳两极附近离子判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序种类及离子放电顺序试写出以铜棒作电极电解饱和试写出以铜棒作电极电解饱和CuCl2溶液的电极反应式：溶液的电极反应式：阳极阳极(Cu)：阴极阴极(Cu)：Cu 2e Cu2+Cu2+2e Cu先电离先电离后电解后电解16电解池原电池 阴极阳极练习练习1.判断下列装置各属于什么池？判断下列装置各属于什么池？正极负极练习题练习题2.分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。1、3、56、7
12、FeCu氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液CuC3.写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应应ABDCFeCu氯化钠溶液电解池与原电池比较电解池与原电池比较两电极接直流电源两电极接直流电源两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将电能将电能将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置转
13、变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置电解池与原电池比较电解池与原电池比较(续续)电源负极电源负极电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子极金属失电子极金属失电子
14、阴极：阴极：阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子失电子失电子正极：正极：正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：负极：负极：较活泼金
15、属较活泼金属较活泼金属较活泼金属正极：正极：正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极负极负极 正极正极正极正极导线导线导线导线池及电极的判池及电极的判断方法断方法有一极能与电解液反应则该极为原电池、该极负极，与之相连的为电解池的阴极。若都能反应，则活泼性最强的或两极差距最大的为原电池原电池与电解池的结合原电池与电解池的结合如右图是电解氯化铜溶液的装置如右图是电解氯化铜溶液的装置,其中其中c、d为石墨电极，则下列有为石墨电极，则下列有关判断正确的是关判断正确的是A、a为负极，为负极，b为正极为正极B、a为阳极，为阳极，b为阴极为阴极C、电解过程中，、电解过程中，d电极质量增加电极质量增加D、电解过程中，氯离子浓度不、电解过程中，氯离子浓度不变变【亲亲 身身 体体 验验】+阴极阴极阳极阳极阴极阴极d：阳极阳极c：2Cl 2eCl2Cu2+2eCuC111016