化學(xué)魯科版選修4課件：第1章 第2節(jié) 第1課時(shí)電解原理電解食鹽水

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解 第1課時(shí)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(yīng)和電池反應(yīng)方程式 2 通過電解食鹽水的學(xué)習(xí) 進(jìn)一步理解電解的基本原理 深化離子放電順序的應(yīng)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(yīng)和反應(yīng)的過程 2 電解池 1 定義 將的裝置 2 組成 電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì) 氧化 還原 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 直流電源 固體電極材料 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 3 電極及電極反應(yīng) 電極的確定 電極反應(yīng)在電極上進(jìn)行的 它可以表示電極上和 半反應(yīng) 物質(zhì)變化 電子的轉(zhuǎn)移 開放探究 1 為什么說電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是電解的過程 提示 對(duì)電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)通電時(shí) 電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極 電解質(zhì)的陽離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng) 電解質(zhì)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(yīng) 電子從電解池的陽極流出 并沿導(dǎo)線流回電源的正極 這樣 電流就依靠電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)里的陰 陽離子的定向移動(dòng)而通過溶液或熔融態(tài)電解質(zhì) 所以 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)導(dǎo)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(xiàn)象 1 陽極上 2 陰極上 3 原理分析及電極反應(yīng)電解時(shí)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(yīng) 2Cl Cl2 2e 反應(yīng) 2 陰極離子放電順序 電極反應(yīng) 2H 2e H2 反應(yīng) 有氣體產(chǎn)生 有氣體產(chǎn)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(xué)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(shí) 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(dòng) 使陰極區(qū)溶液中的OH 濃度不斷增大 堿性越來越強(qiáng) 1 如圖所示的裝置能夠組成電解池的是 解析 電解池的構(gòu)成 直流電源 兩個(gè)電極 電解質(zhì)溶液 或熔融電解質(zhì) 形成閉合回路 由此分析 可知答案為D 答案 D 2 下列關(guān)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(fù)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(yīng)D 電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極解析 在電解池中 與直流電源負(fù)極相連的電極為電解池的陰極 電解時(shí)電子從直流電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極 在陰極上發(fā)生還原反應(yīng) 同時(shí)在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng) 答案 A 3 以石墨為電極 電解熔融氯化鈉時(shí) 1 與電源負(fù)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(yīng)式 陰極 陽極 3 寫出電解反應(yīng)方程式 4 電解時(shí) Na Cl 如何發(fā)生定向移動(dòng) 一 離子放電順序及電解反應(yīng)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(qiáng) 氧化性越強(qiáng) 越先放電 常見陽離子的放電順序?yàn)?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(qiáng) 越先放電 常見陰離子的放電順序?yàn)?2 電極反應(yīng)式的書寫 1 確定電極 與電源正極相連的為陽極 與電源負(fù)極相連的為陰極 2 剖析溶液 確定電解質(zhì)溶液中存在的所有陰 陽離子 3 確定放電離子 依據(jù)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(yīng)式 并調(diào)整得 失電子數(shù)相等 3 電解方程式的書寫 1 通過最小公倍數(shù)法使兩個(gè)電極反應(yīng)式的電子數(shù)相等 2 把兩個(gè)電極反應(yīng)式相加 消去相同項(xiàng) 并注明條件 通電 1 水能電離出極少量的H 和OH 在電解時(shí)不能忽視他們的存在 2 一般來說 電極產(chǎn)物即電解產(chǎn)物 但二者并不完全相同 有時(shí)在電解液中也會(huì)產(chǎn)生電解產(chǎn)物 如電解食鹽水時(shí)陽極產(chǎn)物是氯氣 陰極產(chǎn)物是氫氣和氫氧化鈉 氫氧化鈉即產(chǎn)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(yīng)式 陰極 陽極 2 電解離子方程式 名師提醒 1 書寫電極反應(yīng)式時(shí) 無論是強(qiáng)電解質(zhì)電離出的離子參與電極反應(yīng) 還是弱電解質(zhì)電離出的離子參與電極反應(yīng) 均以離子符號(hào)形式表示 且兩極得 失電子數(shù)應(yīng)相等 2 書寫電解離子方程式時(shí) 應(yīng)符合離子方程式的書寫規(guī)范 一般將能溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)拆為離子符號(hào)表示 其他均用化學(xué)式表示 并不是陰 陽極電極反應(yīng)式的簡(jiǎn)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(yīng)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(chǎn)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(zhì)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(shí)放電時(shí) 才只電解水 用石墨電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種純凈物 方括號(hào)內(nèi)物質(zhì) 能使溶液恢復(fù)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(diǎn)撥 答案 BD規(guī)律方法 用石墨電極電解時(shí)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(zhì)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(zhì)下同 則電解時(shí)只電解水 2 若溶質(zhì)離子為可溶性的強(qiáng)堿 電解時(shí)只電解水 3 若溶質(zhì)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(shí)只電解溶質(zhì) 4 若溶質(zhì)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(zhì)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(shí)既電解溶質(zhì)又電解水 2 采用石墨電極從NO3 SO42 H Cu2 Ba2 Ag Cl 中 選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì) 對(duì)其溶液進(jìn)行電解 1 兩極分別放出H2和O2時(shí) 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 2 若陰極析出金屬 陽極放出O2時(shí) 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 3 兩極分別放出氣體 且體積比為1 1時(shí) 電解質(zhì)的化學(xué)式可能是 解析 1 當(dāng)生成H2 O2時(shí) 相當(dāng)于電解水 是含氧酸 強(qiáng)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(yīng)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(zhì)檢 在電解水制取H2和O2時(shí) 為了增強(qiáng)導(dǎo)電性 常常要加入一些電解質(zhì) 最好選用下列物質(zhì)中的 A NaOHB HClC NaClD CuSO4解析 為了得到H2和O2 所加電解質(zhì)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(shí) 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(dòng) Cl 向陰極移動(dòng)C 用石墨做電極電解熔融的MgCl2 會(huì)在陰極上析出單質(zhì)鎂 陽極上會(huì)有氣體產(chǎn)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(duì)電解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)理解不透徹易錯(cuò)選D 電解KCl溶液時(shí) 根據(jù)離子的放電順序 陰極上應(yīng)該H 得電子 即2H 2e H2 接通電源后陰離子向陽極移動(dòng) 陽離子向陰極移動(dòng) B項(xiàng)不正確 用石墨作電極電解熔融MgCl2時(shí) Mg2 在陰極上得電子 被還原 得到單質(zhì)Mg Cl 在陽極失電子被氧化 得到Cl2 C項(xiàng)正確 電解池中 電子不能通過電極進(jìn)入電解質(zhì)溶液 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 C 3 2011 宿遷高二質(zhì)檢 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解 下列說法正確的是 A 電解稀硫酸溶液 實(shí)質(zhì)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(chǎn)物的物質(zhì)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(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 1 解析 電解稀H2SO4 實(shí)質(zhì)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(shí)也在陰極放電 其實(shí)質(zhì)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(shí)質(zhì)也是電解水 在陰極和陽極分別析出H2和O2 二者的物質(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)變成化學(xué)能 電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化 金屬導(dǎo)電是物理變化 不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn) 任何溶液被電解時(shí) 必然導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A B C D 解析 電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程 故 對(duì) 錯(cuò) 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程 必將伴隨著兩個(gè)電極上氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 同時(shí)有新物質(zhì)生成 故 對(duì) 某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 通過電解的原理提供電能可以實(shí)現(xiàn) 故 對(duì) 答案 D 5 某水溶液中含有等物質(zhì)的量的Cu NO3 2和MgCl2 對(duì)該溶液以惰性電極進(jìn)行電解 分階段寫出電解反應(yīng)方程式 解析 該溶液由Cu NO3 2 MgCl2和H2O三種物質(zhì)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(yīng)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(yīng)式即可寫出電解反應(yīng)方程式 練考題 驗(yàn)?zāi)芰?輕巧奪冠 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全