1、新课标人教版选修四第三节 电解池1已知:1molNa在氯气中燃烧放出411kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式。联想*质疑金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用,它的产量显著地增加。目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法一、电解原理(以电解氯化钠为例)实验:用惰性(石墨)电极电解熔融的氯化钠现象:阳极:有气泡,有刺激性气味,并能使湿润的KI-淀 粉试纸变蓝(Cl2)阴极:有金属钠析出
2、阴极阳极氯气钠熔融NaCl 实验分析:通电前:分析熔融电解质中的离子情况阳离子:Na+阴离子:Cl-做无规则运动通电后:(必须直流电)(1)确定电极名称:阳极(接电源正极)阴极(接电源负极)与电极材料无关(2)判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电阳极:2Cl-Cl2+2e-氧化反应阴极:2Na+2e-2Na 还原反应总式:2NaCl 2Na+Cl2 通电电解:使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池:借助氧化还原反应,把电能转化为化学能的装置.构成条件:(1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极:接电源正极的为阳极,发生氧化反应 接电源负
3、极的为阴极,发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质 电子的流向:电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极。(注:电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动)离子定向移动的方向:阳离子向 阴极移动,阴离子向 阳极移动.惰性电极与活性电极:惰性电极(铂、金、石墨):仅仅导电,不参与反应 活性电极(除铂、金外的金属):既可以导电、又可以参与电极反应 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行,也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例实验:用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液现象:阳极:有气泡,有刺激性气味,并能使湿润的KI-淀 粉试纸变蓝(Cl2)阴极:碳棒上有一层红色的铜析出阴极
4、阳极氯气铜CuCl2溶液实验分析:通电前:分析电解质溶液中的离子情况阳离子:H+、Cu2+阴离子:OH-、Cl-做无规则运动通电后:(必须直流电)(1)确定电极名称:阳极(接电源正极)阴极(接电源负极)与电极材料无关(3)判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电阳极:2Cl-Cl2 +2e-氧化反应阴极:Cu2+2e-Cu 还原反应总式:(2)判断离子的放电顺序:阳离子:Cu2+H+阴离子:Cl-OH-(4)分析电解质溶液的变化情况:氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2 电解离子放电顺序:阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。活性材料作电极时:金属在阳极失电
5、子被氧化成阳离子进人溶液,阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中阴离子的放电顺序(由难到易)是:S 2-SO32-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F-Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca+K+注:当离子浓度相差较大时,放电顺序要发生变化,相同时按H+,不同时按(H+)无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是:阳极:阴极:电解规律 阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2阳极:2Cl-2 e-=Cl2阴极:Cu2+2
6、e-=2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2 电解阳极阴极氧气氢气实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4实例电极反应浓度PH值复原Na2SO4阳极:4OH-4e-2H2O+O2阴极:4H+4e-2H2 变大不变加H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2 +O2 电解阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl-2e-Cl 2阴极:2H+2e-H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 电解减小增大加HClNaCl溶液实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-4e-2H2O+O2 阴极:Cu2+2e-Cu减小减小加CuOCu
7、SO4溶液2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4电解电解规律(惰性电极)小结 阳极:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-与区:电解本身型 如CuCl2、HCl 与区:放氢生碱型 如NaCl与区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区:电解水型 如Na2SO4、H2SO4、NaOH阴极:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+电解质溶液用惰性电极电解的示例:电解类型举 例电极反应溶液PH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解仅溶质电解溶质和溶剂同时电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极:4OH-4e-O
8、2+2H2O阴极:4H+4e-2H2减小增大不变H2O阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:2H+2e-H2增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:Cu2+2e-Cu减少CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:2H+2e-H2增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极:4OH-4e-O2+2H2O阴极:2Cu2+4e-2Cu减小CuO(A)(B)(C)(D)CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式,并判断A、B、C溶液PH值的变化。巩固练习2.如上图所示,通电后A极上析出Ag,对
9、该装置的有关叙述正确的是 A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为:4OH-4e-=2H2O+O2 C.电解时,甲、乙、丙三池中,除E、F两极外,其余电极均参加了反应 D.通电后,甲池的PH减小,而乙、丙两池溶液的PH不变 B 3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液,电解一段时间以后,甲、乙两池中溶液的pH值均减小,而在和两极,电极产物的物质的量之比为12的是甲乙A B C D 甲 KOH H2SO4Na2SO4CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO34.为下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极,Y是负极BX是负极,Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC 5.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中,通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上析出银的质量大约是:A、27mg B、54mgC、108mg D、216mgB