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    人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池优质ppt课件

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池优质ppt课件,文件包含人教版高中化学选择性必修一421电解原理课件pptx、人教版高中化学选择性必修一421电解原理学案docx等2份课件配套教学资源,其中PPT共34页, 欢迎下载使用。

    人教版高中化学选择性必修一
    第四章 化学反应与电能第二节 电解池第1课时 电 解 原 理
    目录
    (1)两个活性不同的电极
    (2)电解质溶液(一般与活泼性强的电极能发生氧化还原反应)
    (3)形成闭合回路
    (4)自发进行的氧化还原反应
    1、构成原电池的条件是什么?
    负极:
    正极:
    电池总反应:
    Zn – 2e- = Zn2+
    Cu2+ + 2e- = Cu
    Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
    2、原电池的电极反应式?
    3、原电池中的能量转化方式是什么?
    化学能转化成电能
    导入思考
    如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中,外接直流电源时,电能能能转化成化学能吗?
    实验分析:
    通电前:分析电解质溶液中的离子情况 阳离子:H+、Cu2+ 阴离子:OH-、Cl- 做无规则运动
    通电后:(必须直流电) (1)确定电极名称: 阳极(接电源正极) 阴极(接电源负极) 与电极材料无关
    思考1:在通电时这些微粒各向什么区移动?
    Cu2+ 、 H+向阴极区移动; Cl- 、OH-向阳极区移动
    Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑
    阴极区:
    Cu2+→Cu H+→H2↑
    阳极区:
    思考2:猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应?产物可能是哪些?
    头脑风暴
    有气泡,湿润KI-淀 粉试纸变蓝,气体有刺激性气味
    碳棒上有一层红色的物质析出
    阴极:
    阳极:
    阳离子 阴极阴离子 阳极
    闭合回路特点
    2Cl--2 e- =Cl2↑
    Cu2++ 2e-=2Cu
    溶液中氢离子和氢氧根离子定向移动吗?为什么它们没有放电?
    e-
    e-
    e-
    e-
    电极名称_______
    反应类型_______
    电极反应_______
    实验现象_______
    电极名称_______
    反应类型_______
    电极反应_______
    实验现象_______
    阴极
    阳极
    氧化
    还原
    Cu2+ + 2e- = Cu
    红色固体
    2Cl-- 2e- = Cl2↑
    黄绿气体
    你记住了吗?
    1、电解
    使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
    2、电解池(电解槽)
    把电能转化为化学能的装置
    注意:①电流应是直流电 ②熔融态的电解质也能被电解
    3、电解池构成条件
    (1) 外加直流电源
    (2) 电极
    (3) 电解质溶液或熔融电解质
    阳极:接电源正极
    阴极:接电源负极
    惰性电极:C、Pt、Au等
    活性电极:Fe、Cu、Ag等
    电极材料
    名称
    (4)形成闭合回路
    A
    B
    分析下图,属于电解池的是( )
    D
    C
    D
    随堂小练
    C
    随堂小练
    C
    阳极 阴极
    + -
    随堂小练
    阴极放电顺序(阳离子得电子能力)
    Al3+~ K+水溶液中不放电,熔融状态放电
    Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+(浓度大)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度小) >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
    上述顺序基本上与金属活动顺序一致,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
    4.放电顺序
    (即失或得电子的顺序)
    S2->SO32->I->Br->Cl->OH- >(含氧酸根)>F-
    ①用活性电极:金属失电子 ②用惰性电极:阴离子放电顺序:
    阳极:
    看电极材料是否参与反应:
    惰性电极(只传递电子本身不失电子): 铂Pt、金Au、石墨C、活性电极:除铂、金外的金属,如Cu、Ag、Fe等
    含氧酸根、 F-在水溶液中不放电
    无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐(如HCl、CuCl2等)溶液的电解 阴极:2H+ + 2e- =H2↑ 阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑ 总反应:2HCl ====Cl2↑+H2↑
    通电
    1、电解电解质型:
    5、电解规律(用惰性电极电解时)
    实质:电解质本身被电解
    增大
    通入HCl
    溶液pH变化:
    溶液复原方法:
    电解盐酸:
    阳极
    阴极
    氧气

    阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
    阴极:Cu2++ 2e- = Cu
    减小
    减小
    加CuO
    CuSO4溶液
    2、放氧生酸型:
    不活泼金属的含氧酸盐 (如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。
    阳极
    阴极
    氯气
    氢气
    NaCl溶液
      
     
     
     
    阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
    阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑
    减小
    增大
    加HCl
    3、放氢生碱型:
    活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、K2S等)溶液的电解
    阳极
    阴极
    氧气
    氢气
    Na2SO4溶液
      
     
     
    阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
    阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
    变大
    不变
    加H2O
    4、电解水型:
    含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如H2SO4、NaOH、Na2SO4 等)的电解。
    阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
    Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 如CuCl2 、HClⅠ与Ⅳ区:放氢生碱型 如NaClⅡ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区:电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
    阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+
    图中x﹑y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板有无色无臭的气体放出,符合这一情况的是 ( )
    A
    a
    b
    Z溶液
    x y
    . .
    随堂小练
    用石墨电极电解硫酸铜溶液,一段时间后断开电路,要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入( )A 、CuSO4 B 、 H2O C 、CuO D 、Cu(OH)2
    C
    用用石墨电极电解1mol/LNaCl溶液,一段时间后,此时NaCl溶液浓度变为0.5mol/L,要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入( )
    A、NaCl(s) B、H2O C、通入HCl气体 D 、盐酸
    C
    随堂小练
    用Pt电极长时间电解下列溶液,整个溶液的pH不发生变化的是(  )  A.KNO3  B.Ba(OH)2   C.CaCl2     D.H2SO4
    A
    随堂小练
    下图所示装置中a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色,下列说法正确的是( )A.X是正极,Y是负极B.X是负极,Y是正极C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小D.CuSO4溶液的PH值不变
    A C
    随堂小练
    如图所示,通电后A极上析出Ag,则有关叙述正确的是( ) A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为:4OH- - 4e-=2H2O+O2↑C.电解时,甲、乙、丙三池中,除E、F两极外,其余电极均参加了反应D.通电后,甲池的PH减小,而乙、丙两池溶液的PH不变
     
    B
    随堂小练
    (2)电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响;要注意两边的电荷要守恒(电子看作负电荷)
    (3)标明条件:通电或电解。若电解的H+或OH-来自于H2O,在方程式中要以H2O形式存在,不能书写H+或OH-作为反应物
    (4)电解反应是一个氧化还原反应,是被外界强迫发生的反应,所以:弱氧化剂+弱还原剂 = 强氧化剂+强还原剂的反应形式也很常见
    (1)首先看阳极材料,若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化,若阳极是惰性电极,阴离子在阳极放电。
    6.电极反应式的书写
    (包括水的电离,并分 成阳离子组和阴离子组)
    ②明确溶液中存在哪些离子
    ③判断阴阳离子的放电顺序
    ④根据阳极氧化,阴极还原完成电极反应式
    书写电极反应式及总方程式的方法小结
    ①判断电极材料
    (注意得失电子守恒)
    ⑤由阴阳两电极反应式,合并得总反应式
    (弱电解质的须保持分子形式)
    1L0.1mol/LAgNO3溶液在以Ag作阳极,Fe作阴极的电解槽中电解,当阴极增重2.16g时。下列判断(设电解按理论进行,溶液不蒸发)正确的是(  )A.溶液的浓度变为0.08mol/LB.阳极上产生112mLO2(标准状况)C.转移的电子数是1.204×1022个 D.反应中有0.01mol的Ag被氧化
    C
    随堂小练
    用Pt作电极电解某种溶液,通电一段时间后,溶液的pH值变小,并且在阳极得到0.56L气体,阴极得到1.12L气体(两气体均在相同条件下测定).由此可知溶液可能是( )A﹑稀盐酸 B﹑KNO3溶液 C﹑CuSO4溶液 D﹑稀硫酸
    D
    随堂小练

    用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,然后加入P 能使溶液回复电解前的状态的组是( ) X Y Z P A. Pt Pt NaOH NaOH B. Cu Cu CuSO4 CuSO4 C. Cu Pt Cu(NO3)2 CuO D. Pt Pt H2SO4 H2O
    D
    随堂小练
    根据金属活动顺序表,Cu不能发生如下反应: Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中,能实现该反应最为恰当的是( )
    B
    随堂小练
    在相同条件下,通以相同的电量,分别电解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液,如果析出64g铜,则析出银的质量为( )   A.108g    B.54g   C.216g    D.64g
    C
    随堂小练
    1、电解
    5、电极反应式的书写
    2、电解池(电解槽)
    3、电解池构成条件
    4、电解规律
    课堂小结
    课程结束
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