河北省南宮市奮飛中學(xué)高中化學(xué)選修四課件4.3電解池的工作原理及應(yīng)用

選修四化學(xué)反應(yīng)原理專題一化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化電解池的工作原理與應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1.了解使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的條件和方法。

2.熟悉電解池的構(gòu)成條件和陰、陽(yáng)離子的放電順序。

3.掌握常見(jiàn)的電解池的電極反應(yīng)式的書寫。用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：

陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2)

陰極：有金屬鈉析出陰極陽(yáng)極氯氣鈉熔融NaCl交流與討論1：通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況陽(yáng)離子：陰離子：通電后：（必須直流電）

Na+Cl-交流與討論1：做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)鈉離子和氯離子做定向移動(dòng)，鈉離子移向陰極附近，氯離子移向陽(yáng)極附近.交流與討論2：e-e-e-e-e-e-電解池中離子和電子的移動(dòng)方向

＋－Cl-Na+Cl-判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):

陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電

陽(yáng)極：2Cl--

2e-=Cl2↑

氧化反應(yīng)

陰極：2Na++2e-=2Na

還原反應(yīng)

總式：

2NaCl2Na+Cl2↑通電

使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。

電解池:

把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個(gè)電極：

接電源正極的為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)(4)構(gòu)成閉合回路電解:構(gòu)成條件:電解過(guò)程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行?；顒?dòng)與探究現(xiàn)象：

陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2)

陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出活動(dòng)與探究通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況陽(yáng)離子：H+、Cu2+

陰離子：OH-、Cl-

做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：(與電極材料無(wú)關(guān))

陽(yáng)極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）

陽(yáng)離子：Cu2+>H+

陰離子：Cl->OH-Cu2+、H+Cl-、OH-（2）判斷離子的放電順序：（3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應(yīng):

陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電

陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反應(yīng)

陰極：Cu2++2e-=Cu還原反應(yīng)

總式：

（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：氯化銅溶液濃度降低

CuCl2Cu+Cl2↑電解離子放電順序：

①活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。

②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S

2->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3->SO42-(等含氧酸根離子）>F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+

無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陽(yáng)極：陰極:練習(xí)：分析以惰性電極電解下列溶液的電極反應(yīng)。（１）硝酸銀溶液（２）氯化鈉溶液（３）稀硫酸（４）氫氧化鈉溶液第二課時(shí)問(wèn)題解決分析下圖，哪些是原電池——哪些是電解池——1、3、56、7【原電池與電解池的比較】整理與歸納：

原電池

電解池負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)電極反應(yīng)形成條件舉例說(shuō)明能量轉(zhuǎn)換電子流向化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能⑴銅鋅原電池；⑵氫氧燃料電池⑴氯堿工業(yè)；⑵電鍍負(fù)極正極陽(yáng)極流出；陰極流入裝置舉例

兩個(gè)電極;電解質(zhì);閉合回路;一般能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)電源;兩個(gè)電極;電解質(zhì)－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜

陽(yáng)極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量電解原理的重要應(yīng)用電解飽和食鹽水1、定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過(guò)程。2、裝置陽(yáng)極：Ag—e-=Ag

+陰極：Ag++e-=Ag

3、電鍍材料的選擇：陰極——鍍件陽(yáng)極——鍍層金屬電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液4、電鍍的結(jié)果，電鍍液的濃度保持不變電解原理的重要應(yīng)用

電鍍銀

電鍍液Ag陽(yáng)極陰極e-e-e-e-+-純銅粗銅

電解液(CuSO4溶液)陰極：Cu2++2e-==Cu（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：Cu—2e-==Cu2+

（氧化反應(yīng)）特征純銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同電解液CuSO4的濃度基本不變精煉銅陽(yáng)極陰極電解質(zhì)Al2O3Na3AlF3碳?jí)K陰極：4Al3++12e-==4Al陽(yáng)極：6O2--

12e-==3O2總式：2Al2O3====4Al+3O2電解鋁的冶煉鋁【原電池與電解池的結(jié)合】小結(jié)電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置陽(yáng)極：與外接電源的正極相聯(lián)陰極：與外接電源的負(fù)極相聯(lián)惰性電極陽(yáng)極：陰離子放電（S2-、I－、Br－、Cl－、OH－）陰極：陽(yáng)離子放（Ag+、Fe3+、

Cu2+、Fe2+、Zn2+）

非惰性電極陽(yáng)極自身放電陰極：4H++4e-=2H2↑

陽(yáng)極：4OH--4e-=2H2O+O2↑總反應(yīng)式：（2）鹽酸陰極：2H++2e-=H2↑陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCl====H2↑+Cl2↑通電2H2O====2H2↑+O2↑通電(1)稀硫酸（3）AgNO3溶液4Ag++4e-=4Ag4OH--4e-=2H2O+O2↑4Ag++2H2O====4Ag+O2↑+4H+

通電陰極：

2Cu2++4e-=2Cu陽(yáng)極：

4OH--4e-=2H2O+O2↑（4）CuSO4溶液2Cu2++2H2O====2Cu+O2↑+4H+通電總反應(yīng)：

陽(yáng)極：陰極：

總反應(yīng)：2Cl-

-2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑

陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)式：通電2KCl+2H2O====2KOH+Cl2↑+H2↑2Cl-+2H2O====2OH-+Cl2↑+H2↑

通電（5）氯化鉀溶液陰極：4H++4e-=2H2↑

陽(yáng)極：4OH--4e