高二化学选修四《化学反应原理》电解原理全部课件(共4课时)新人教[原创]

时间:2026-01-22

新课标人教版选修四 第三节电解池(四课时)2010年12月23日

联想*质疑已知:1molNa在氯气中燃烧放出411kJ 的热量,试写出该反应的热化学方程式。金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应 用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠 制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要 应用,它的产量显著地增加。目前,世界上钠的工业生产多 数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。

电解是将电能转化为化学能的一种重要方法

一、电解原理(以电解氯化钠为例) 实验:用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠 现象: 阳极:有气泡,有 刺激性气味,并能使 湿润的KI-淀 粉试纸 变蓝(Cl2)阳极

阴极

氯 气

钠熔融NaCl

阴极:有金属钠析出

实验分析: 通电前:分析熔融电解质中的离子情况 阳离子:Na+ 阴离子: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

(2)判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电 阳极:2Cl-→Cl2↑ + 2e- 氧化反应 阴极:2Na+ +2e-→2Na 还原反应 总式: 2NaCl通电

2Na+Cl2 ↑

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。 电解池:借助氧化还原反应,把电能转化 为化学能的装置.构成条件: (1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极: 接电源正极的为阳极,发生氧化反应 接电源负极的为阴极,发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质

电子的流向: 电子从外加电源的负极流出,流 到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极。 (注:电子只在外电路定向移动,不能从溶 液中移动) 离子定向移动的方向:

阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动.惰性电极与活性电极:惰性电极(铂、金、石墨):仅仅导电,不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属):既可以导电、又可 以参与电极反应

电解过程不仅可以在熔融电解质中进行,也 可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例

实验:用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液阳极 阴极

现象: 阳极:有气泡,有 刺激性气味,并能使 湿润的KI-淀 粉试纸 变蓝(Cl2)

氯 气

铜CuCl2溶液

阴极:碳棒上有一层红色的铜析出

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

(2)判断离子的放电顺序: 阳离子:Cu2+>H+ 阴离子:Cl->OH(3)判断

电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电

阳极:2Cl-→Cl2 ↑ + 2e-氧化反应 阴极:Cu2++2e- → Cu 还原反应 总式: CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑ (4)分析电解质溶液的变化情况: 氯化铜溶液浓度降低

离子放电顺序: 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 阳极: ①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进人溶液,阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中 阴离子的放电顺序(由难到易)是:S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K++

阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发 生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是:

注:当离子浓度相差较大时,放电顺序要发生变化,相同时按H+,

电解规律阳极

阴极

氯 气 实例

铜CuCl2溶液

电极反应

浓度

PH 值 减 小

复原

阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑ CuCl2 阴极:Cu2++ 2e-=2Cu↓ 电解 CuCl2 Cu+Cl2 ↑

减小

CuCl2

阳极

阴极 氢 气浓度 PH 值 复原

氧 气实例

Na2SO4溶液

电极反应阳极: 4OH- → 4e- + 2H2O+O2 ↑

Na2SO4

阴极: 4H ++ 4e- → 2H2 ↑

变大

2H2O

电解

2H2 ↑ + O2 ↑

不 变

加 H2O

阳极

阴极

氯 气NaCl溶液

氢 气 浓度 PH 值 复原

实例

电极反应 阳极: 2Cl- → 2e- + Cl 2↑

NaCl

阴极: 2H ++

2e- →

H2 ↑

减小

增 大

加 HCl

2NaCl+2H2O

电解

2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑

阳极

阴极

氧 气

铜CuSO4溶液

实例 电极反应 浓度 PH值 CuSO4 阳极: 4OH- - 4e- → 2H2O+O2 ↑ 阴极:Cu2++ 2e- → Cu 减小 减小

复原 加 CuO

2CuSO4+ 2H2O

电解

2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4

电解规律(惰性电极)小结Ⅰ Ⅱ

阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+Ⅲ Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 Ⅳ 如CuCl2 、HCl

如NaCl如CuSO4、AgNO3

Ⅱ与Ⅳ区:电解水型

如Na2SO4、H2SO4 、NaOH

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