第四章化学反应与电能第二节电解池第1课时电解原理
学习目标1.了解电解的概念,熟悉电解池的构成条件。2.理解电解池的工作原理。3.熟悉常见阴离子的还原性或阳离子的氧化性强弱,掌握放电顺序。4.掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写。(重难点)
化学能直接转化为电能的装置叫原电池,那么是否有一种装置将电能直接转化成化学能了?原电池电解池电能直接转化为化学能的装置—电解池新课导入思考:若将水换成CuCl2溶液,预计会观察到什么现象?
实验探究【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液,插入两根石墨棒作电极材料,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源,观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。与正极相连的电极与负极相连的电极现象判断产物反应方程式产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体产生红色物质氯气铜CuCl2===Cu+Cl2↑通电
通电前:CuCl2溶液中存在哪些离子?如何移动?石墨Cl-Cu2+Cl-Cl-Cu2+Cl-Cl-OH-Cu2+Cl-H+Cl-?Cu2+、Cl-、H+、OH-自由移动思考·讨论CuCl2=Cu2++2Cl-H2O?H++OH-
通电后:CuCl2溶液中的离子如何移动?阳极石墨e-e-e-e-阴极Cl-Cu2+Cl-Cl-Cl-Cu2+H+Cl-OH-Cl-Cl-思考·讨论e-e-e-e-Cl-、OH-向阳极迁移,Cu2+、H+向阴极迁移。阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)与直流电源正极相连的石墨棒与直流电源正极相连的石墨棒放电:阴、阳离子到达电极,就失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
1、电解:让直流电通过电解质溶液(或熔融电解质),在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程叫做电解。2、放电:当离子到达电极时,失去/获得电子,发生氧化/还原反应的过程叫做放电。3、电解池(电解槽):(1)定义:把电能转化成化学能的装置。(2)构成:①直流电源②阴、阳极③电解质溶液或熔融电解质④形成闭合回路阴极:与电源负极相连阳极:与电源正极相连新知探究一、电解原理惰性电极:C、Pt、Au等活性电极:除Pt、Au以外的金属电极如:Fe、Cu、Ag等
氧化反应还原反应阴离子阳离子氧化反应还原反应阳极阴极阴离子移向______;阳离子移向______阳极阴极离子流向反应类型电子流向电源____极流向____极____极流向电源____极负阴阳正e-e-新知探究一、电解原理4、电解池的工作原理【思考】怎么判断电解池的阴阳极?
③⑥1.分析下图,属于电解池的有()课堂·练习2.如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d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C
电解CuCl2溶液时,为什么只有Cu2+在得电子,Cl-在失电子?水电离出的H+和OH-为什么没有参与电极反应呢?阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)是否参与反应与其得失电子的能力有关思考·讨论氧化性Cu2+H+;还原性Cl-OH-阳离子得电子能力——氧化性阴离子失电子能力——还原性
溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电,与电极材料无关Ag+>Hg2+Fe3+Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+氧化性强的离子先放电:水溶液中不放电,熔融态放电阳离子得电子能力——氧化性新知探究5、放电顺序(1)阴极放电顺序即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子阴极最常用的放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+
(2)阳极放电顺序金属失电子,发生氧化反应若为活性电极:若为惰性电极(Pt、Au、C等):仅溶液中的阴离子放电活泼金属>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子(SO42-等)>F-(只传递电子本身不失电子)S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子(SO42-等)>F-水溶液中不放电【总结】失电子能力阳极常见放电顺序:活性电极Cl-OH-新知探究5、放电顺序
电极方程式的书写①根据电源或信息判断阴阳两极②明确溶液中存在哪些离子首先看电极材料尤其是阳极材料是否是活性电极,然后判断离子的放电顺序包括电解质的电离和水的电离,并分成阳离子组和阴离子组③判断阴阳两