第一章第三節

電能轉化為化學能-電解（1）

高二年級化學一、電解原理初探ΔH

＝＋285.8kJ·mol-1

生成物H2(g)＋1/2O2(g)【資料】水常溫下很難分解。即使在2500K高溫下，分解率也不足25%。一、電解原理初探資料電解水實驗原理示意圖一、電解原理初探【實驗目的】探究用惰性（石墨）電極電解水的反應【實驗方案】陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連H2O2直流電源實驗現象實驗結論陰極上生成氣體體積為20mL陽極上生成氣體體積為10mL陽極上生成的氣體能使帶火星的木條復燃陽極產生了氧氣陰極上生成的氣體能點燃陰極產生了氫氣一、電解原理初探陰陽兩極氣體體積比為2:1一、電解原理初探純水中有哪些微粒？這些微粒是怎樣產生的？OH圖例H2OH＋＋OH－一、電解原理初探純水中的微粒如何運動？OH圖例H2OH＋＋OH－－＋一、電解原理初探接通電源后，微粒是怎樣運動的？OH圖例H2OH＋＋OH－－＋一、電解原理初探接通電源后，微粒如何發生變化？OH圖例H2OH＋＋OH－e－e－一、電解原理初探怎樣用化學用語描述該過程？OH圖例－＋H2OH＋＋OH－e－e－一、電解原理初探陰極（還原反應）：陽極（氧化反應）：2H＋＋2e－＝H2↑2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋H2OH＋＋OH－一、電解原理初探陰極（還原反應）：陽極（氧化反應）：4H＋＋4e－＝2H2↑4H2O＋4e－

＝2H2↑＋4OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋電解2H2O2H2↑＋O2↑總反應：CuCl2溶液中的微粒如何放電？

一、電解原理初探石墨電極石墨電極CuCl2溶液一、電解原理初探資料倍速【實驗目的】【實驗原理】探究電解CuCl2溶液的原理石墨電極石墨電極一、電解原理初探CuCl2溶液實驗現象實驗結論陽極有刺激性氣味的氣體產生，能使濕潤的淀粉-KI試紙變藍陽極產生了氯氣陰極逐漸覆蓋了一層紅色物質，溶液顏色變淺陰極析出金屬銅一、電解原理初探一、電解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中存在哪些微粒？這些微粒是怎樣產生的？H2OH2O一、電解原理初探確定微粒種類CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－H2OH＋＋OH－Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H2OH2O一、電解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中的微粒如何運動？一、電解原理初探接通電源后，微粒是怎樣運動的？Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－一、電解原理初探確定微粒移動方向Cl－OH－陽極Cu2＋H＋陰極Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋一、電解原理初探接通電源后，微粒如何發生變化？Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋e－e－e－e－一、電解原理初探確定放電微粒Cl－OH－陽極Cu2＋H＋陰極√√Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2CuCu2＋Cl－Cl－e－e－e－e－一、電解原理初探陰極：Cu2＋>H＋陽極：Cl－>OH－放電順序：放電：離子到達電極，失去或獲得電子，發生氧化還原反應的過程。一、電解原理初探怎樣用化學用語描述該過程？Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、電解原理初探寫出電極反應式和總反應陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑電解總反應：Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、電解原理初探通過上述分析，你對電解原理有何認識?一、電解原理初探電解：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。電解池：借助電流引起氧化還原反應的裝置，也就是把電能轉化為化學能的裝置。電解法是最強有力的氧化還原手段，借助電解法可以使非自發的氧化還原反應進行。一、電解原理初探失電子場所（陽極材料）電子導體（導線）離子導體（電解質）得電子場所（陰極材料）裝置維度石墨電極石墨電極CuCl2溶液石墨電極H2O陽極陽極陰極陰極一、電解原理初探原理維度現象過程電極反應物電極產物失電子場所（陽極材料）電子導體（導線）離子導體（電解質）得電子場所（陰極材料）2Cl－失2e－Cl2Cu2＋得2e－Cu裝置維度一、電解原理初探原理維度現象過程電極反應物電極產物失電子場所（陽極材料）電子導體（導線）離子導體（電解質）得電子場所（陰極材料）4OH－失4e－ O24H＋得4e－2H2裝置維度一、電解原理初探原理維度現象過程電極反應物電極產物失電子場所（陽極材料）電子導體（導線）離子導體（電解質）得電子場所（陰極材料）還原劑失e－氧化產物氧化劑得e－還原產物裝置維度陰離子陽離子－＋e－e－一、電解原理初探結合上述分析總結電解池問題的一般思路。一、電解原理初探電解池分析思路確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應陰極：陽離子的放電順序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋陽極：陰離子的放電順序：Cl－＞OH－＞SO2－4二、應用電解原理任務1：請分析以石墨為電極,電解CuSO4溶液的產物。二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應溶質：CuSO4＝Cu2＋＋SO2－4以石墨為電極電解CuSO4溶液H2OH＋＋OH－溶劑：二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應OH－陽極H＋陰極√以石墨為電極電解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO放電順序：Cu2＋＞H＋OH－＞SO2－4√二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應陰極：2Cu2＋＋4e－＝2Cu陽極：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－

＝4H＋＋O2↑總反應：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋電解以石墨為電極電解CuSO4溶液二、應用電解原理思考1：若以銅代替石墨為陰極，電解CuSO4溶液的產物是否發生變化？二、應用電解原理石墨電極CuCuSO4溶液得電子場所（陰極材料）陰極：2Cu2＋＋4e－＝2Cu陽極：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑總反應：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋電解以銅為陰極石墨為陽極電解CuSO4溶液二、應用電解原理思考2：若將陽極材料也替換為銅，電解CuSO4溶液的產物有無變化？二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應OH－Cu陽極H＋Cu陰極√√以Cu為電極電解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO陽極放電順序：金屬＞

Cl－＞

OH－＞SO2－4(除Pt、Au外)二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu陽極：Cu－2e－＝Cu2＋以Cu為陽極電解CuSO4溶液二、應用電解原理CuCuSO4溶液陰極材料（得電子場所）Cu陽極材料（失電子場所）（陽極反應物）原理維度現象過程電極反應物電極產物失電子場所（陽極材料）電子導體（導線）離子導體（電解質）得電子場所（陰極材料）還原劑失e－氧化產物氧化劑得e－還原產物裝置維度陰離子陽離子－＋e－e－二、應用電解原理CuCl2溶液二、應用電解原理任務2：重新認識電解質溶液導電性實驗。電極材料：石墨低壓直流電源電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程。二、應用電解原理思考：怎樣增強水的導電性且不改變兩極上的電極反應？請設計實驗。二、應用電解原理陰極放電順序：Ag＋﹥Cu2＋﹥H＋﹥Na＋陽極放電順序：金屬(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4電解：Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液陽極材料：石墨等惰性電極任務3：設計實驗，實現反應Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑二、應用電解原理二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應氧化還原反應Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑氧化反應Cu－2e－＝Cu2＋還原反應2H＋＋2e－＝H2↑陰極反應陽極反應二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應陽極反應Cu－2e－＝Cu2＋陽極材料：Cu陽極：陰離子的放電順序：金屬(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應陰極反應2H＋＋2e－＝H2↑陰極：陽離子放電順序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋電解質溶液：稀H2SO4溶液陽極材料：Cu陰極材料：石墨(或Cu等)稀H2SO4溶液二、應用電解原理Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑電解二、應用電解原理任務4：如圖所示裝置中，兩玻璃管與水槽連通，盛滿滴有酚酞的NaCl飽和溶液，電極材料為多孔石墨電極。斷開K2，接通K1后，石墨電極b附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時間后，斷開K1，接通K2，電流表的指針發生偏轉,請分析原因。分析電解池裝置工作原理二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應NaCl＝Na＋＋Cl－石墨電極電解NaCl溶液H2OH＋＋OH－二、應用電解原理確定微粒種類及移動方向根據放電順序確定放電微粒寫出電極反應式和總反應OH－陽