高中人教版 (2019)第二节 电解池课文课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)第二节 电解池课文课件ppt，共16页。PPT课件主要包含了导入一，导入二，电解原理，电解规律，CuO或CuCO3，或124，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1799年,当意大利人发明了最原始的电池———伏打电池之后,许多科学家对电产生了浓厚的兴趣。电给世界带来了太多的不可思议,好奇心驱使着人们去进行各种尝试。1807年,当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时,奇迹产生了,在阴极附近生成了一种银白色的金属,随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程,当时在社会上引起了轰动。戴维随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素。这其中的奥妙是什么呢? 电解时,物质的变化是如何发生的呢? 电能如何才能转变成化学能呢?
洗衣机在选择“不用洗衣程序”时,自来水被电解为弱碱性水或弱酸性水。弱酸性水具有消毒杀菌的作用。漂洗过程中选择消毒功能时,弱酸性水被注入洗涤桶内,对衣物进行杀菌消毒。
提问：那么什么是电解? 电解的原理又是怎样的呢?
视频“电解氯化铜溶液”
1.实验步骤及装置在 U形管中注入质量分数为 25%的 CuCl2 溶液,插入两根石墨棒作电极。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型管内的现象和试纸颜色的变化。
2.实验现象与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色物质,与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生,可闻到气体有刺激性气味,同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。3.实验结论CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu 和Cl2。
4.思考交流:(1)通电前,CuCl2溶液中存在哪些离子?(2)通电时,溶液中离子的移动方向。
提示:CuCl2溶液中存在的离子有Cu2+ 、Cl－ 、H+ 、OH－,通电前,这些离子在溶液中作自由运动。
提示:通电时,在电场的作用下,这些自由运动的离子改作定向运动,即阴离子(Cl－ 、OH－ )向阳极(与直流电源的正极相连)迁移,阳离子(Cu2+ 、H+ )向阴极(与直流电源的负极相连)迁移。
4.思考交流:(3)通电时,阳极、阴极上的反应类型是什么? (“氧化反应”或“还原反应”)
提示:通电时,在阳极上Cl－失去电子发生氧化反应,在阴极上 Cu2+ 得到电子发生还原反应。
电解和电解池(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叫做电解。(2)电解池:将电能转化为化学能的装置叫做电解池(也称电解槽)。(3)电解池的构成条件:①直流电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。
电解池的工作原理(以用惰性电极电解CuCl2溶液为例)
2.电子、离子和电流的移动方向(1)电子流向:由电源负极流出,流向电解池的阴极,由电解池的阳极流出,流向电源的正极,即阳极→电源正极,电源负极→阴极,电子只能在外电路的导线中定向移动。
2.电子、离子和电流的移动方向
(2)电流流向:由电源正极流出,流向电解池的阳极,再由阳极流向阴极,最后从电解池的阴极流向电源的负极,即电源正极→阳极→阴极→电源负极,这是因为在电解质溶液中阴、阳离子定向移动形成电流。
(3)离子流向:在电解质溶液中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。
拓展延伸：电解池电极的判断
小试牛刀 1.正误判断。(1)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。 ( )(2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现。 ( )(3)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应。 ( )(4)电解池中电子的流向是负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极。 ( )
小试牛刀 2.如图所示装置中属于电解池的是_________(填序号)。
归纳总结：电解池与原电池的比较
提问：CuCl2 溶液中含有的阳离子有 Cu2+、H+,为什么在阴极是Cu2+首先放电而不是 H+ 呢?
1.阴、阳两极上的放电顺序(1)阳极:若是活性电极(如Fe、Cu、Ag等)作阳极,则活性电极失去电子,发生氧化反应;若是惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)作阳极,则放电顺序为:S2－ >I－ >Br－ >Cl－ >OH－ >最高价含氧酸根(NO3－ 、SO42－ 、CO32－ 等)>F－
(2)阴极(与电极材料无关):氧化性强的先放电,放电顺序为:Ag+ >Fe3+ >Cu2+ >H+ (酸)>Pb2+ >Sn2+ >Fe2+ >Zn2+ >H+ (水)> Al3+ >Mg2+ >Na+
1.阴、阳两极上的放电顺序
特别提醒金属活动性顺序中银以前的金属(包括银)作电极时,由于金属本身可以参与阳极反应,称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等);金属活动性顺序中银以后的金属或导电非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。
2.用惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解水型:电解强碱、活泼金属的含氧酸盐、含氧酸等溶液
2.用惰性电极电解电解质溶液的规律
(2)电解电解质型:电解无氧酸(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液酸盐溶液
(3)放氢生碱型:电解活泼金属的无氧酸盐
(4)放氧生酸型:电解不活泼金属的含氧酸盐
3.溶液中pH 的变化
判断溶液中pH 的变化,先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物,如果只产生 H2没有O2,则pH 变大。如果只产生 O2而无 H2,则pH 变小。如果既产生 O2又有 H2,若原溶液呈酸性,则pH 减小;若原溶液呈碱性,则pH 增大;若原溶液呈中性,则pH 不变。如果既无 O2产生也无 H2产生,则溶液的pH 均趋于7。
小试牛刀1.用惰性电极电解下列溶液一段时间后,再加入一定量的某种物质(方括号内物质),不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )A.AgNO3溶液[AgOH(s)] B.K2SO4溶液[H2O(l)]C.KCl溶液[HCl(g)] D.CuSO4溶液[CuCO3(s)]
小试牛刀3.以石墨作电极,电解AgNO3 溶液,可在两极分别得到 Ag 和 O2,下列说法正确的是 ( )A.氧化性 Ag+ >H+ ,还原性 NO3－ >OH－B.Ag附着在阳极:Ag+ +e－ AgC.电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱D.电路中每转移 1 ml 电子,可生成 1 ml Ag 和 0.25 ml O2
小试牛刀4.某温度下,取一定质量的硫酸铜溶液,用石墨作电极进行电解,当阳极产生标准状况下气体1.12 L 时,CuSO4 恰好被完全电解,得到密度为1.2 g·cm－3的溶液 200 mL。请回答下列问题:(1)阴极的电极反应式为____________________;总反应的离子方程式为___________________________。(2)电解后所得溶液的pH 为_____。
小试牛刀4.某温度下,取一定质量的硫酸铜溶液,用石墨作电极进行电解,当阳极产生标准状况下气体1.12 L 时,CuSO4 恰好被完全电解,得到密度为1.2 g·cm－3的溶液 200 mL。请回答下列问题:(3)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态,需要加入何种物质(只要求写出一种),其化学式为____________,加入物质的质量为_________g。
归纳总结：1.电解池电极反应式的书写
归纳总结：2.书写时的四个易错点
(1)书写电解池中的电极反应式时,如果实际放电的离子来自弱电解质的电离,应用弱电解质的化学式表示,在书写总反应时,也要使用弱电解质的化学式。 (2)要确保两极电子转移数目相等才能将电极反应式相加得总反应,且总反应中应注明条件“电解”。 (3)电解水溶液时,应注意放电顺序中水电离的 H+ 、OH－ 之后的离子一般不参与放电。 (4)放电后生成的微粒应能在电解质溶液中稳定存在。
一、电解原理1.电解和电解池(1)电解(2)电解池(3)电解池的构成条件:①直流电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路
2.电解池的工作原理(以用惰性电极电解CuCl2 溶液为例)(1)电极反应式(2)电子、离子和电流的移动方向
2.用惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解水型(2)电解电解质型(3)放氢生碱型(4)放氧生酸型3.溶液中pH 的变化
1.用Pt电极电解饱和 Na2CO3溶液的装置如图所示,两极均有气体生成,c电极附近产生可燃性气体,澄清石灰水无浑浊现象。下列说法正确的是 ( )A.a为电源正极B.c电极附近生成了CH4C.电子的流动方向c→溶液→dD.反应后恢复到原温度,溶液 pH 不变
2.NO2是大气污染的主要污染物之一,硝酸盐是水体污染的污染物之一,电化学降解酸性 NO3－ 的原理如图所示,下列说法正确的是 ( )A.电源正极为bB.阴极电极反应式为2NO3－+6H2O+10e－ N2↑+12OH－C.两电极上产生的气体的物质的量之比n(O2)∶n(N2)=5∶2D.将阳极换成铜电极,反应不发生变化