1.3 第1课时　电解的原理 ppt课件-（2019）新鲁科版高中化学选择性必修一.pptx

1、-1-第第1 1课时课时电解的原理电解的原理知识铺垫必备知识正误判断电池能把化学能转化为电能,电能能否转化为化学能?提示:能。电能与化学能之间的相互转化具有重要的实际应用。通过将电能转化为化学能,可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行,电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。知识铺垫必备知识正误判断一、电解熔融氯化钠1.实验现象通电后,石墨电极周围有,铁片上生成。黄绿色气体产生银白色固体知识铺垫必备知识正误判断2.实验分析(1)熔融的氯化钠中存在的微粒有、。(2)通电后离子移动的方向:向石墨电极移动,向铁电极移动。(3)电极上的电极反应:铁电极:;石墨电极:。3.实验结论熔融的氯化钠在电

2、流作用下发生化学变化,分解生成。从氧化还原的角度分析:铁电极上发生_反应,石墨电极上发生反应。Cl-Na+Cl-Na+Na和Cl2还原氧化知识铺垫必备知识正误判断【微思考】电解质的导电与金属导电有什么不同?提示:电解质的导电过程是被电解的过程,属于化学变化;金属导电过程是电子的定向移动,属于物理变化。知识铺垫必备知识正误判断二、电解原理1.电解将通过熔融电解质或电解质溶液,在两个电极上分别发生反应和反应的过程叫作电解。直流电氧化还原知识铺垫必备知识正误判断2.电解池 (1)定义:将能转化为能的装置。(2)组成条件:与相连的、和、形成。还原氧化阳阴电化学直流电源电极材料离子导体电子导体闭合回路知

3、识铺垫必备知识正误判断(3)电极名称与电极反应:阳极:与电源相连,溶液中移向阳极,_电子,发生反应。阴极:与电源相连,溶液中移向阴极,_电子,发生反应。(4)电子流向:电源极导线电解池的极;电解池的极导线电源的极。(5)电解熔融NaCl的方程式:。正极阴离子失去氧化负极阳离子得到还原负阴阳正知识铺垫必备知识正误判断3.电解池与原电池的区别 自发化学电有电化学知识铺垫必备知识正误判断判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。()(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。()(3)电解池工作时,阳极发生还原反应,失去电子。()(4)电解池

4、工作时,阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。()(5)电解AgNO3溶液时,Ag+移向阳极,移向阴极。()探究一探究二素养脉络随堂检测电解时两电极产物的判断与电极反应的书写电解时两电极产物的判断与电极反应的书写问题探究问题探究1807年,戴维将表面湿润的氢氧化钾放在铂制器皿里,并用导线将铂制器皿以及插在氢氧化钾里的电极相连,整套装置都暴露在空气中。通电以后,氢氧化钾开始熔化。戴维发现在阴极附近有带金属光泽的酷似水银的颗粒生成,并生成紫色火焰,这是钾元素的发现过程。这其中的奥秘是什么呢?电解时,物质的变化是如何发生的?提示:在通电条件下,氢氧化钾发生了电解,分别在两个电极上生成了不同的物质。探究

5、一探究二素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展1.电解池的工作原理(1)以惰性电极电解CuCl2溶液为例。探究一探究二素养脉络随堂检测(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)。探究一探究二素养脉络随堂检测【微点拨】金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作为电极时,金属本身可以参与阳极反应,如Zn、Fe、Cu、Ag等,这样的电极也叫活性电极;金属活动性顺序中银以后的金属或能导电的非金属作为电极时,电极本身不参与阳极反应,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是靠离子移动导电,即电子不会通过电解质溶液。探究一探究二素养脉络随堂检测2.电解时电极产物的判断 探究一探究

6、二素养脉络随堂检测3.电极反应及电解总反应的书写(1)电极反应的书写。确定电极:与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极。确定电极反应:阳极发生氧化反应,若是活性电极,电极材料本身放电;若是惰性电极,溶液中的阴离子放电。阴极发生还原反应,是溶液中阳离子放电。探究一探究二素养脉络随堂检测写电极反应。电极反应的书写可概括为:a.列物质、标得失;b.选离子、配电荷;c.配个数、巧用水。(2)电解总反应的书写。在确保两极电子转移数目相同的条件下,将两电极反应合并即得电解总反应。总反应要注明条件:通电。探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例1如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d

7、为石墨电极,则下列有关判断正确的是()A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变答案:C解析:电流从电源的正极流出,故a为正极,b为负极,c为阳极,d为阴极。电解时,因Cu2+移向阴极,在阴极放电析出Cu,故阴极(d电极)质量增加;Cl-移向阳极,在阳极(c电极)放电逸出Cl2,导致溶液中Cl-浓度降低。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练变式训练1如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后,a极板质量增加,b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是()探究一探究二素养脉络随堂检测答案:A解析:a极板质量增加,必定有金属在a极析

8、出。a极一定是阴极,则X电极一定为电源的负极,所以C选项电源电极名称错。B选项Z溶液为NaOH溶液,电解时无金属析出,被排除。又因为b极有无色无味气体放出,而D选项电解CuCl2溶液时,阳极产生的气体是黄绿色的有刺激性气味的Cl2,D选项被排除。探究一探究二素养脉络随堂检测利用惰性电极电解电解质溶液的规律利用惰性电极电解电解质溶液的规律问题探究问题探究1.电解H2SO4溶液与电解盐酸(惰性电极)的产物相同吗?溶液pH有何变化?2.若以惰性电极电解CuSO4溶液,试分析电极产物并写出电极反应及总反应。提示:阴极产物相同(都是H2),阳极产物不同(H2SO4O2,HClCl2),电解H2SO4溶液

9、后溶液的pH减小,电解盐酸后溶液的pH增大。探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展深化拓展用惰性电极电解的一般规律探究一探究二素养脉络随堂检测【微点拨】利用惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度,需要加适量的某物质时,遵循“少什么加什么,少多少加多少”的原则,所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用素能应用典例典例2如图是利用直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体C.a电极附近呈红色,b电极

10、附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色答案:D解析:电解Na2SO4溶液时,a电极为阴极:4H+4e-=2H2,b电极为阳极:4OH-4e-=O2+2H2O;a电极周围由于H+放电溶液呈碱性,石蕊遇碱显蓝色,b电极周围由于OH-放电溶液呈酸性,石蕊遇酸显红色。探究一探究二素养脉络随堂检测规律方法规律方法 判断电解后溶液中生成酸或碱的方法(1)若电解产物只有H2而无O2,则阴极周围生成碱。(2)若电解产物只有O2而无H2,则阳极周围生成酸。(3)若电解产物既有O2又有H2,且二者物质的量之比为1 2,则实质是电解水,电解过程中阳极生成酸,阴极生成碱,最终溶液中还是原溶质。探究一探究二素

11、养脉络随堂检测变式训练变式训练2-1下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是()A.X是负极,Y是正极B.Pt是阴极,Cu是阳极C.CuSO4溶液的pH逐渐减小D.CuSO4溶液的pH不变探究一探究二素养脉络随堂检测答案:C解析:b电极附近溶液呈现红色,说明b电极处生成了氢氧根离子。电解食盐水阳极发生氧化反应产生氯气,阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠,因此b电极是阴极,与电源的负极相连,则Y为负极,X为正极;铂电极与电源的正极相连作为阳极,铜电极作为阴极;电解硫酸铜溶液时,阳极发生氧化反应,水电离出的氢氧根离子放电,阴极发生还原反应,铜

12、离子放电,这样溶液中不断产生H+,溶液的酸性增强,pH变小。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练变式训练2-2用石墨电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质),能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A.AgNO3AgNO3 B.NaOHH2OC.KClKClD.CuSO4Cu(NO3)2答案:B探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测1.下列关于电解池的叙述不正确的是()A.阳离子移向与电源正极相连的电极B.与电源负极相连的是电解池的阴极C.在电解池的阳极发生氧化反应D.电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极答案:A解析:在电

13、解池中,与电源正极相连的电极为阳极,电解质溶液中的阴离子移向阳极。探究一探究二素养脉络随堂检测2.用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液,一段时间后,向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是()A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.KCl答案:C解析:直接加入适量溶质就能使溶液恢复到电解前的浓度应属于电解电解质型,C项符合题意;电解AgNO3溶液发生的电解反应是:4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3,可加Ag2O;电解Na2SO4的水溶液实际电解的是水;电解KCl水溶液实际电解的是溶质和溶剂,通HCl气体能恢复到电解前的浓度。探究一探究二素养脉络随堂检

14、测3.用惰性电极进行电解,下列说法正确的是()A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液的pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液的pH降低C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1探究一探究二素养脉络随堂检测答案:D解析:A项,电解稀硫酸实质是电解H2O,由于H2O的量减小,故H2SO4的浓度增大,溶液的酸性增强,溶液的pH降低;B项,电解NaOH溶液实质是电解H2O,由于H2O的量减少,故NaOH的浓度增大,溶液的碱性增强,溶液的pH升高;C项,电解Na2SO4溶液实质是电解H2O,阳极产生O

15、2,阴极产生H2,n(H2) n(O2)=2 1;D项,电解CuCl2溶液时,总反应为CuCl2Cu+Cl2,阴极析出Cu,阳极产生Cl2,n(Cu) n(Cl2)=1 1。探究一探究二素养脉络随堂检测4.按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是()A.F表示反应生成Cu的物质的量B.E表示反应实际消耗H2O的物质的量C.E表示反应生成O2的物质的量D.F表示反应生成H2SO4的物质的量答案:B解析:由题意可知电解总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,根据反应中各物质与转移电子的关系:2Cu2H2O2H2SO4O24e-可知,E表示

16、反应消耗H2O的物质的量或反应生成Cu、H2SO4的物质的量,F表示反应生成O2的物质的量。探究一探究二素养脉络随堂检测5.从、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是(至少答一种,下同);(2)若阴极析出金属、阳极放出O2时,电解质的化学式可能是;(3)两极分别放出气体,且体积比为1 1,电解质的化学式可能是。探究一探究二素养脉络随堂检测答案:(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2(3)根据题意,阴极放出的是H2,阳极是Cl-放电生成Cl2,则HCl、BaCl2符合题意。