第三节电解池第1课时电解原理幻灯片.ppt

* 课前导学 要点突破 返回目录 第三节 电解池 第1课时 电解原理 一、电解CuCl2溶液 1.通电前，CuCl2溶液中存在的离子有：CuCl2电离产生的Cu2+和Cl-，以及水电离产生的H+和OH-。 2.工作原理 总反应Cu2++2Cl— 3.CuCl2溶液导电的过程，就是CuCl2电解的过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。 【问题探究1】石墨为电极电解氯化铜溶液时，为什么会生成铜和氯气？ 答案：溶液中存在Cu2+、H+、Cl-和OH-四种离子，离子在电极上能否发生氧化反应或者还原反应，主要取决于离子得失电子的能力。因得电子能力Cu2+＞H+，失电子能力Cl-＞OH-。故在阴极有Cu生成，在阳极有Cl2生成。 二、电解和电解池 1.电解：将电流通过电解质溶液或熔融态电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2.电解池：在外加电源的作用下，将电能转变成化学能的装置。 3.电解池的两极：阳极——与电源正极相连，发生氧化反应； 阴极——与电源负极相连，发生还原反应。 4.构成电解池的条件：（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。 5.离子的定向移动：阴离子移向阳极，发生氧化反应；阳离子移向阴极，发生还原反应。 6.电子的流向 电源负极 阴极 阳极 电源正极 【问题探究2】如何判断一套装置是原电池还是电解池？ 答案：一看有无外接电源，二看电极材料。电解池中阳极一般为活泼性较差的导电材料。且两电极可以使用相同材料。 电解池阴、阳极和放电顺序的判断 1.电解池的阴、阳极的判断方法 （1）根据所连接的直流电源：与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。 （2）根据电子流动方向：电子流向为：电源负极→阴极；阳极→电源正极。 （3）根据电解质溶液中离子的定向移动方向：阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。 （4）根据两极产物判断。一般情况下，阴极上的现象是：析出金属（质量增重）或有气体（H2）放出；阳极上的现象是：有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极本身质量减轻（活性电极作阳极）。 2.阴阳两极上放电顺序的判断 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 （1）阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： （2）阳极：若是活性电极做阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是： （1）电极材料按性质分为活性电极（Zn、Fe、Cu、Ag）和惰性电极（Au、Pt、石墨），在电解质溶液中，过于活泼的金属不能做电极材料如金属Na、K。 （2）当Fe3+和Cu2+共存时，应是Fe3+先放电：Fe3++e-== Fe2+，等Fe3+放电完全后，才是Cu2+放电。 【例1】 现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是（ ） A.电解开始时阴极有H2放出 B.电解开始时阳极上有Cu析出 C.当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D.整个电解过程中，不参与电极反应 解析：依据放电顺序阴极先放电的是Cu2+，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl-，故阳极开始产生的是Cl2。答案A、B错；由阴极反应Cu2++2e-==Cu，n（Cu2+）=0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2+消耗完毕，阴极放电离子变为H+，所以C错；阳极先是Cl-放电，当Cl-消耗完毕，此时H2O电离产生的OH-开始在阳极放电，不参与电极反应。 答案：D。 【跟踪训练1】某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（ ） A.石墨是电解池的负极，Cu是电解池的正极 B.电解过程中，铜电极上自身没什么变化 C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中，石墨电极上发生的反应为2H+ +2e—==H2↑ 解析：Cu接电源的正极，做阳极，石墨接电源负极，做阴极，A错；Cu是活性电极，直接放电Cu—2e—==Cu2+，电极本身逐渐溶解，B错；电解刚开始时，溶液中无Cu2+，H+在阴极放电，但随着电解的进行，阳极产生的Cu2+越来越多，因得电子能力Cu2+＞H+，故在阴极放电逐渐由H+转向Cu2+，D错C对。 C