化學魯科版選修4課件：第1章 第2節(jié) 第1課時電解原理電解食鹽水

歡迎進入化學課堂 第2節(jié)電能轉化為化學能 電解 第1課時電解原理電解食鹽水 1 了解電解池工作原理 能寫出電極反應和電池反應方程式 2 通過電解食鹽水的學習 進一步理解電解的基本原理 深化離子放電順序的應用 一 電解原理1 電解讓直流電通過 在兩極上分別發(fā)生反應和反應的過程 2 電解池 1 定義 將的裝置 2 組成 電解質溶液或熔融的電解質 氧化 還原 電能轉化為化學能 直流電源 固體電極材料 電解質溶液或熔融電解質 3 電極及電極反應 電極的確定 電極反應在電極上進行的 它可以表示電極上和 半反應 物質變化 電子的轉移 開放探究 1 為什么說電解質溶液導電的過程就是電解的過程 提示 對電解質溶液或熔融態(tài)電解質通電時 電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極 電解質的陽離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應 電解質的陰離子移向陽極失電子 有的是組成陽極的金屬原子失電子 發(fā)生氧化反應 電子從電解池的陽極流出 并沿導線流回電源的正極 這樣 電流就依靠電解質溶液或熔融態(tài)電解質里的陰 陽離子的定向移動而通過溶液或熔融態(tài)電解質 所以 電解質溶液或熔融電解質導電的過程就是其電解的過程 二 電解食鹽水制備燒堿 氫氣和氯氣1 裝置 2 現象 1 陽極上 2 陰極上 3 原理分析及電極反應電解時U形管中 移向陽極 移向陰極 1 陽極離子放電順序 電極反應 2Cl Cl2 2e 反應 2 陰極離子放電順序 電極反應 2H 2e H2 反應 有氣體產生 有氣體產生 陰極附近溶液變紅 Cl OH H Na Cl OH 氧化 H Na 還原 4 電解方程式化學方程式 離子方程式 開放探究 2 用石墨棒作電極電解NaCl溶液 含酚酞 時 陰極附近溶液為什么變紅 提示 陰極 2H 2e H2 H 放電后破壞了該極附近水的電離平衡 水的電離平衡向生成H 和OH 的方向移動 使陰極區(qū)溶液中的OH 濃度不斷增大 堿性越來越強 1 如圖所示的裝置能夠組成電解池的是 解析 電解池的構成 直流電源 兩個電極 電解質溶液 或熔融電解質 形成閉合回路 由此分析 可知答案為D 答案 D 2 下列關于電解池的敘述中不正確的是 A 與電源正極相連的是電解池的陰極B 與電源負極相連的是電解池的陰極C 在電解池的陽極發(fā)生氧化反應D 電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極解析 在電解池中 與直流電源負極相連的電極為電解池的陰極 電解時電子從直流電源的負極沿導線流入電解池的陰極 在陰極上發(fā)生還原反應 同時在陽極上發(fā)生氧化反應 答案 A 3 以石墨為電極 電解熔融氯化鈉時 1 與電源負極相連的電極為電解池的 極 與電源正極相連的電極為電解池的 極 2 寫出兩電極反應式 陰極 陽極 3 寫出電解反應方程式 4 電解時 Na Cl 如何發(fā)生定向移動 一 離子放電順序及電解反應式的書寫1 離子的放電順序 1 放電 離子在電極表面得到或失去電子的過程叫做放電 2 陽離子放電順序 陰極上 陽離子得電子能力越強 氧化性越強 越先放電 常見陽離子的放電順序為 3 陰離子放電順序 陽極上 陰離子失去電子 陰離子失電子的能力越強 越先放電 常見陰離子的放電順序為 2 電極反應式的書寫 1 確定電極 與電源正極相連的為陽極 與電源負極相連的為陰極 2 剖析溶液 確定電解質溶液中存在的所有陰 陽離子 3 確定放電離子 依據陰 陽離子的放電順序 確定陰 陽極上放電離子 4 寫出電極反應式 并調整得 失電子數相等 3 電解方程式的書寫 1 通過最小公倍數法使兩個電極反應式的電子數相等 2 把兩個電極反應式相加 消去相同項 并注明條件 通電 1 水能電離出極少量的H 和OH 在電解時不能忽視他們的存在 2 一般來說 電極產物即電解產物 但二者并不完全相同 有時在電解液中也會產生電解產物 如電解食鹽水時陽極產物是氯氣 陰極產物是氫氣和氫氧化鈉 氫氧化鈉即產生于陰極附近的電解液中 用Pt電極電解足量AgNO3溶液 1 寫出電極反應式 陰極 陽極 2 電解離子方程式 名師提醒 1 書寫電極反應式時 無論是強電解質電離出的離子參與電極反應 還是弱電解質電離出的離子參與電極反應 均以離子符號形式表示 且兩極得 失電子數應相等 2 書寫電解離子方程式時 應符合離子方程式的書寫規(guī)范 一般將能溶于水的強電解質拆為離子符號表示 其他均用化學式表示 并不是陰 陽極電極反應式的簡單加合 1 金版原創(chuàng) 以石墨電極電解足量CuSO4溶液 1 寫出電極反應式和電解離子方程式 陰極 陽極 電解離子方程式 2 指出陽極產物 解析 CuSO4溶液中含有Cu2 H OH SO42 四種離子 在陽極上OH 放電 在陰極上Cu2 放電 二 電解質溶液電解類型歸納 以石墨為電極 只有在陰 陽兩極上H 和OH 同時放電時 才只電解水 用石墨電極電解下列溶液一段時間后再加入一定量的某種純凈物 方括號內物質 能使溶液恢復到原來的成分和濃度的是 雙選 A AgNO3 AgNO3 B NaOH H2O C KCl KCl D CuSO4 CuO 思路點撥 答案 BD規(guī)律方法 用石墨電極電解時陽離子放電順序 Ag Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K 陰離子放電順序 S2 I Br Cl OH 含氧酸根 1 若溶質離子為含氧酸根離子和排在H 之后 包括H 的陽離子 不考慮難溶性的溶質下同 則電解時只電解水 2 若溶質離子為可溶性的強堿 電解時只電解水 3 若溶質離子為H 以前 包括H 的陽離子 陰離子為排在OH 之前 不包括OH 的陰離子 電解時只電解溶質 4 若溶質離子為H 以前 不包括H 的陽離子 陰離子為含按氧酸根離子或溶質離子為H 以后 不包括H 的陽離子 陰離子為排在OH 之前 不包括OH 的陰離子 電解時既電解溶質又電解水 2 采用石墨電極從NO3 SO42 H Cu2 Ba2 Ag Cl 中 選出適當的離子組成電解質 對其溶液進行電解 1 兩極分別放出H2和O2時 電解質的化學式可能是 2 若陰極析出金屬 陽極放出O2時 電解質的化學式可能是 3 兩極分別放出氣體 且體積比為1 1時 電解質的化學式可能是 解析 1 當生成H2 O2時 相當于電解水 是含氧酸 強堿 活潑金屬的含氧酸鹽的電解 符合要求的有 HNO3 H2SO4 Ba NO3 2 2 若有金屬析出 O2放出 是不活潑金屬的含氧酸鹽的電解 符合要求的有 Cu NO3 2 CuSO4 AgNO3 3 兩極分別放出氣體且體積比為1 1 則應是放出H2 Cl2 符合要求的有 HCl BaCl2 答案 1 HNO3 H2SO4 Ba NO3 2 2 Cu NO3 2 CuSO4 AgNO3 3 HCl BaCl2 1 電解原理 1 2011 惠州高二質檢 在電解水制取H2和O2時 為了增強導電性 常常要加入一些電解質 最好選用下列物質中的 A NaOHB HClC NaClD CuSO4解析 為了得到H2和O2 所加電解質的陽離子 陰離子的放電能力必須弱于或等于H 和OH 的放電能力 答案 A 2 下列說法正確的是 A 電解KCl溶液時 陰極上的電極方程式為 K e KB 電解熔融NaCl的裝置中 Na 向陽極移動 Cl 向陰極移動C 用石墨做電極電解熔融的MgCl2 會在陰極上析出單質鎂 陽極上會有氣體產生D 在電解裝置中 電子從陰極通過電解液流向陽極 解析 對電解反應的實質理解不透徹易錯選D 電解KCl溶液時 根據離子的放電順序 陰極上應該H 得電子 即2H 2e H2 接通電源后陰離子向陽極移動 陽離子向陰極移動 B項不正確 用石墨作電極電解熔融MgCl2時 Mg2 在陰極上得電子 被還原 得到單質Mg Cl 在陽極失電子被氧化 得到Cl2 C項正確 電解池中 電子不能通過電極進入電解質溶液 D項錯誤 答案 C 3 2011 宿遷高二質檢 用惰性電極實現電解 下列說法正確的是 A 電解稀硫酸溶液 實質上是電解水 故溶液pH不變B 電解稀氫氧化鈉溶液 要消耗OH 故溶液pH減小C 電解硫酸鈉溶液 在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1 2D 電解氯化銅溶液 在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1 1 解析 電解稀H2SO4 實質是電解水 因溶劑減少 溶液濃度將增大 故溶液的 H 變大 電解稀NaOH溶液 雖然OH 在陽極放電 但H 同時也在陰極放電 其實質同樣是電解水 溶液的濃度也將變大 故溶液的 OH 變大 電解Na2SO4溶液 其實質也是電解水 在陰極和陽極分別析出H2和O2 二者的物質的量之比為2 1而非1 2 電解CuCl2溶液 在陰 陽兩極上分別析出Cu和Cl2 二者的物質的量之比為1 1 答案 D 4 能用電解原理說明的問題是 電解是把電能轉變成化學能 電解是化學能轉變成電能 電解質溶液導電是化學變化 金屬導電是物理變化 不能自發(fā)進行的氧化還原反應 通過電解的原理可以實現 任何溶液被電解時 必然導致氧化還原反應的發(fā)生A B C D 解析 電解是把電能轉變成化學能的過程 故 對 錯 電解質溶液的導電過程 必將伴隨著兩個電極上氧化還原反應的發(fā)生 同時有新物質生成 故 對 某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應 通過電解的原理提供電能可以實現 故 對 答案 D 5 某水溶液中含有等物質的量的Cu NO3 2和MgCl2 對該溶液以惰性電極進行電解 分階段寫出電解反應方程式 解析 該溶液由Cu NO3 2 MgCl2和H2O三種物質組成 其中含有H Cu2 Mg2 三種陽離子和NO3 Cl OH 三種陰離子 H Cu2 Mg2 在陰極上放電的先后順序是Cu2 H Mg2 NO3 Cl OH 在陽極上放電的先后順序是Cl OH NO3 溶液中的OH 和H 均來自難電離的H2O 電極反應式為 第一階段陽極2Cl Cl2 2e 陰極Cu2 2e Cu第二階段陽極4OH O2 2H2O 4e 陰極4H 4e 2H2 由電極反應式即可寫出電解反應方程式 練考題 驗能力 輕巧奪冠 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全