电解原理电解食盐水(课件PPT).ppt 53页

'第2节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解原理　电解食盐水 1．了解电解池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2．通过电解食盐水的学习，进一步理解电解的基本原理，深化离子放电顺序的应用。 一、电解原理1．电解让直流电通过，在两极上分别发生反应和反应的过程。2．电解池(1)定义：将的装置。(2)组成：①，②，③。电解质溶液或熔融的电解质氧化还原电能转化为化学能直流电源固体电极材料电解质溶液或熔融电解质 (3)电极及电极反应①电极的确定 ②电极反应在电极上进行的，它可以表示电极上和。半反应物质变化电子的转移 [开放探究]1.为什么说电解质溶液导电的过程就是电解的过程？提示：对电解质溶液或熔融态电解质通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失电子(有的是组成阳极的金属原子失电子)发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液或熔融态电解质里的阴、阳离子的定向移动而通过溶液或熔融态电解质，所以，电解质溶液或熔融电解质导电的过程就是其电解的过程。 二、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气1．装置 2．现象(1)阳极上：；(2)阴极上：。3．原理分析及电极反应电解时U形管中，移向阳极，移向阴极。(1)阳极离子放电顺序：电极反应：2Cl－―→Cl2↑＋2e－(反应)(2)阴极离子放电顺序：电极反应：2H＋＋2e－―→H2↑(反应)有气体产生有气体产生，阴极附近溶液变红Cl－、OH－H＋、Na＋Cl－>OH－氧化H＋>Na＋还原 4．电解方程式化学方程式：，离子方程式：。 [开放探究]2.用石墨棒作电极电解NaCl溶液(含酚酞)时，阴极附近溶液为什么变红？提示：阴极：2H＋＋2e－―→H2↑，H＋放电后破坏了该极附近水的电离平衡，水的电离平衡向生成H＋和OH－的方向移动，使阴极区溶液中的OH－浓度不断增大，碱性越来越强 1．如图所示的装置能够组成电解池的是(　　)解析：电解池的构成：①直流电源，②两个电极，③电解质溶液(或熔融电解质)，④形成闭合回路，由此分析，可知答案为D。答案：D 2．下列关于电解池的叙述中不正确的是(　　)A．与电源正极相连的是电解池的阴极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解析：在电解池中，与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，电解时电子从直流电源的负极沿导线流入电解池的阴极，在阴极上发生还原反应，同时在阳极上发生氧化反应。答案：A 3．以石墨为电极，电解熔融氯化钠时：(1)与电源负极相连的电极为电解池的________极，与电源正极相连的电极为电解池的________极。(2)写出两电极反应式：阴极：________________________________，阳极：________________________________。(3)写出电解反应方程式：________________________。(4)电解时，Na＋、Cl－如何发生定向移动？_____________________________________________。 一、离子放电顺序及电解反应式的书写1．离子的放电顺序(1)放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程叫做放电。(2)阳离子放电顺序：阴极上，阳离子得电子能力越强，氧化性越强，越先放电。常见阳离子的放电顺序为： (3)阴离子放电顺序：阳极上，阴离子失去电子，阴离子失电子的能力越强，越先放电。常见阴离子的放电顺序为： 2．电极反应式的书写(1)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。(2)剖析溶液：确定电解质溶液中存在的所有阴、阳离子。(3)确定放电离子：依据阴、阳离子的放电顺序，确定阴、阳极上放电离子。(4)写出电极反应式，并调整得、失电子数相等。 3．电解方程式的书写(1)通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。(2)把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。 (1)水能电离出极少量的H＋和OH－，在电解时不能忽视他们的存在。(2)一般来说，电极产物即电解产物，但二者并不完全相同，有时在电解液中也会产生电解产物，如电解食盐水时阳极产物是氯气，阴极产物是氢气和氢氧化钠，氢氧化钠即产生于阴极附近的电解液中。 用Pt电极电解足量AgNO3溶液(1)写出电极反应式：阴极________________；阳极______________。(2)电解离子方程式________________________________________________________________________。 名师提醒：(1)书写电极反应式时，无论是强电解质电离出的离子参与电极反应，还是弱电解质电离出的离子参与电极反应，均以离子符号形式表示，且两极得、失电子数应相等。(2)书写电解离子方程式时，应符合离子方程式的书写规范，一般将能溶于水的强电解质拆为离子符号表示，其他均用化学式表示，并不是阴、阳极电极反应式的简单加合。 1．(金版原创)以石墨电极电解足量CuSO4溶液。(1)写出电极反应式和电解离子方程式：阴极__________________________________________，阳极____________________________________________。电解离子方程式_________________________________。(2)指出阳极产物________________________________。 解析：CuSO4溶液中含有Cu2＋、H＋、OH－、SO42－四种离子，在阳极上OH－放电，在阴极上Cu2＋放电。 二、电解质溶液电解类型归纳(以石墨为电极) 只有在阴、阳两极上H＋和OH－同时放电时，才只电解水。 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(双选)(　　)A．AgNO3[AgNO3]　　　　B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl]D．CuSO4[CuO]思路点拨： 答案：BD规律方法：用石墨电极电解时阳离子放电顺序：Ag＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋、Pb2＋、Sn2＋、Fe2＋、Zn2＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋阴离子放电顺序：S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、含氧酸根(1)若溶质离子为含氧酸根离子和排在H＋之后(包括H＋)的阳离子(不考虑难溶性的溶质下同)，则电解时只电解水。(2)若溶质离子为可溶性的强碱，电解时只电解水。 (3)若溶质离子为H＋以前(包括H＋)的阳离子，阴离子为排在OH－之前(不包括OH－)的阴离子，电解时只电解溶质。(4)若溶质离子为H＋以前(不包括H＋)的阳离子，阴离子为含按氧酸根离子或溶质离子为H＋以后(不包括H＋)的阳离子，阴离子为排在OH－之前(不包括OH－)的阴离子，电解时既电解溶质又电解水。 2．采用石墨电极从NO3－、SO42－、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－中，选出适当的离子组成电解质，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________________________；(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时，电解质的化学式可能是__________________。 解析：(1)当生成H2、O2时，相当于电解水，是含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解，符合要求的有：HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2。(2)若有金属析出，O2放出，是不活泼金属的含氧酸盐的电解，符合要求的有：Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3。(3)两极分别放出气体且体积比为1∶1，则应是放出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．电解原理 1．(2011·惠州高二质检)在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的(　　)A．NaOHB．HClC．NaClD．CuSO4解析：为了得到H2和O2，所加电解质的阳离子、阴离子的放电能力必须弱于或等于H＋和OH－的放电能力。答案：A 2．下列说法正确的是(　　)A．电解KCl溶液时，阴极上的电极方程式为：K＋＋e－―→KB．电解熔融NaCl的装置中，Na＋向阳极移动、Cl－向阴极移动C．用石墨做电极电解熔融的MgCl2，会在阴极上析出单质镁，阳极上会有气体产生D．在电解装置中，电子从阴极通过电解液流向阳极 解析：对电解反应的实质理解不透彻易错选D。电解KCl溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上应该H＋得电子，即2H＋＋2e－―→H2↑。接通电源后阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，B项不正确；用石墨作电极电解熔融MgCl2时，Mg2＋在阴极上得电子，被还原，得到单质Mg，Cl－在阳极失电子被氧化，得到Cl2，C项正确；电解池中，电子不能通过电极进入电解质溶液。D项错误。答案：C 3．(2011·宿迁高二质检)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　)A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小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 解析：电解稀H2SO4，实质是电解水，因溶剂减少，溶液浓度将增大，故溶液的[H＋]变大；电解稀NaOH溶液，虽然OH－在阳极放电，但H＋同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的[OH－]变大；电解Na2SO4溶液，其实质也是电解水，在阴极和阳极分别析出H2和O2，二者的物质的量之比为2∶1而非1∶2；电解CuCl2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu和Cl2，二者的物质的量之比为1∶1。答案：D 4．能用电解原理说明的问题是(　　)①电解是把电能转变成化学能②电解是化学能转变成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤ 解析：电解是把电能转变成化学能的过程，故①对、②错。电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时有新物质生成，故③⑤对。某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理提供电能可以实现，故④对。答案：D 5．某水溶液中含有等物质的量的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应方程式。解析：该溶液由Cu(NO3)2、MgCl2和H2O三种物质组成，其中含有H＋、Cu2＋、Mg2＋三种阳离子和NO3－、Cl－、OH－三种阴离子。H＋、Cu2＋、Mg2＋在阴极上放电的先后顺序是Cu2＋>H＋>Mg2＋；NO3－、Cl－、OH－在阳极上放电的先后顺序是Cl－>OH－>NO3－。溶液中的OH－和H＋均来自难电离的H2O。电极反应式为： 第一阶段　阳极　2Cl－―→Cl2↑＋2e－阴极　Cu2＋＋2e－―→Cu第二阶段　阳极　4OH－―→O2↑＋2H2O＋4e－阴极　4H＋＋4e－―→2H2↑由电极反应式即可写出电解反应方程式。 练考题、验能力、轻巧夺冠 4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。——布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。——莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。——列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。——毛泽东18、只要愿意学习，就一定能够学会。——列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。——列夫·托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。——赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。——约翰·贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。——培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。——高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。——毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。——别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。——华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。'