《电解池》教案(新人教版选修4)

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一、电解原理

1、电解原理:CuCl

2

=Cu2++2Cl-

阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)

阳极:2Cl--2e-=Cl

2

↑(氧化反应)

2、基本概念

(1) 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。

(2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

(3) 当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程

CuCl

2Cu+Cl

2

2、电解池的两极

阴极:与电源负极相连的电极。(发生还原反应)

阳极:与电源正极相连的电极。(发生氧化反应)

3、电解池中的电子的移动方向

电源负极→电解池阴极→电解液中的阳离子(被还原)电解池中阴离子(被氧化)→电解池阳极→电源正极

4、电解的本质:电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程

5、离子的放电顺序

阳离子:Ag+>Hg2+>Cu2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Na+>K+

阴离子:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根

6、电极产物的判断

(1) 阳极放电顺序:活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―

(2) 阴极放电:溶液中的阳离子放电

7、电极反应式的书写:列物质,标得失;选离子,配电荷;配个数,巧用水;两式加,验总式。

8、电解规律

(1) 电解质分解型:无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解,水不参加反应

(2) 电解水型:强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解,只有水参加

(3) 放氢生碱型:电解活泼金属的无氧酸盐时,电解质的阴离子和水电离的H+放电,溶质和水都参加反应,pH增大

(4) 放氧生酸型:电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电,溶质和水都参加反应,pH减小。

1、电解含氧酸

阳极:4OH — —4e —

= 2H 2O+O 2↑ 阴极:4H +

+ 4e —

= 2H 2↑

通电

总的方程式:2H 2O ===== 2H 2↑+O 2↑

结论:用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后,酸的浓度增大,即[H +

]增大,故溶液的PH 减小。

2、电解无氧酸 阳极:2Cl

—2e —

= Cl 2↑

阴极:2H ++ 2e —

= 2H 2↑

通电

总的方程式:2HCl ===== H 2↑+Cl 2↑

结论:用惰性电极电解无氧酸(除HF),溶质消耗。电解的结果消耗了HCl ,即[H +

]减小,溶液的PH 增大。

3、电解可溶性碱

阳极:4OH —

—4e —

= 2H 2O+O 2↑ 阴极:4H +

+ 4e —

= 2H 2↑

通电

总的方程式:2H 2O ===== 2H 2↑+O 2↑

结论:用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后,碱的浓度增大,即[OH -]增大,故溶液的PH 增大。 4、电解活泼金属的含氧酸盐 阳极:4OH —

—4e —

= 2H 2O+O 2↑ 阴极:4H +

+ 4e —

= 2H 2↑

通电

总的方程式:2H 2O ===== 2H 2↑+O 2↑

结论:用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH 不变,等于7。 5、电解不活泼金属的无氧酸盐 阳极:2Cl — —2e —

= Cl 2↑

阴极:Cu

2+

+ 2e —

= Cu

通电

总的方程式:CuCl 2 ===== 2Cu + Cl 2↑

结论:用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物),溶质消耗。电解的结果使[Cu 2+

]减小,溶液的[H +

]减小,溶液的PH 略有增大。 Cu 2+

+2H 2O

Cu(OH)2 + 2H +

6、电解活泼金属的无氧酸盐

H 2SO 4

Na 2SO 4

NaOH

NaCl

HCl

CuCl 2

阳极:2Cl——2e—= Cl2↑

阴极:4H++ 4e—= 2H2↑

通电

总的方程式:2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑

结论:用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐,溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱,电解后溶液的PH增大。

7、电解不活泼金属的含氧酸盐

阳极:4OH——4e—= 2H2O+O2↑

阴极:Cu2+ + 2e—= Cu

CuSO4

通电

总的方程式:2CuSO4 +2H2O ==== 2H2SO4+2Cu+O2↑

结论:用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐,溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸,溶液的PH 减小。

[讲]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

1、电解与电离的比较

电离电解

条件电解质溶于水或熔化状态电解质电离后,再通直流电

过程电解质电离成为自由移动的离子阴、阳离子定向移动,

在两极上放电

举例CuCl2 ==Cu2++2Cl―

CuCl2Cu+Cl2↑

特点只产生自由移动的离子发生氧化还原反应,形成新物质

联系电解必须建立在电离的基础上

2、原电池与电解池的比较

装置类别原电池电解池

举例锌铜原电池电解氯化铜溶液