高二化学课件之电解原理.ppt
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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【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?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:(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1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液,装置如图,下列说法正确的是()【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↑电极反应式的书写及电解一般规律1.电极反应式的书写(1)书写思路:先判断电极,是惰性电极还是活性电极。(2)书写原则:先分后总。(3)书写步骤:①惰性材料作电极时:分析溶液中的阴离子和阳离子→判断移动的方向→排出阴离子和阳离子的放电顺序→写电极反应→找出放电离子的来源写总反应。②活性材料作阳极(作阴极无影响)时:阳极参与反应→写阳极电极反应→写总反应。2.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律【例2】从、Cl-、H+、Cu2+中选出合适的离子组成电解质,采用碳棒作电极对其水溶液进行电解:(1)若使电解质含量减少但水量不变,可采用的电解质是____________(写化学式或反应式,下同)。(2)若使电解质和水量都减小,可采用的电解质是__________________________________________________,其阳极的电极反应为:__________________________,其总反应方程式为:____________________________。(3)若两极分别放出H2和O2,可采用的电解质是__________________________________________________。(4)若使两极分别放出气体,且体积比为1∶1,可采用的电解质是_____________________,其阴极电极反应为__________________________________________________。解析:首先明确,上述离子可组成的电解质有:CuSO4、CuCl2、HCl、H2SO4四种。其次,在熟练掌握离子放电顺序的基础上要明确电解的类型:如CuCl2、HCl是分解电解质型,电解方程式:CuCl2Cu+Cl2↑、2HClH2↑+Cl2↑;H2SO4是电解水型,电解方程式:2H2O2H2↑+O2↑;CuSO4放O2生酸型,电解方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,其阳极电极反应式为:4OH-—4e-==O2↑+2H2O。【跟踪训练2】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),能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A.KOH(KOH)