第一章第三节 电能转化为化学能—电解 第1课时 电解的原理2021-2022学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第三节 电能转化为化学能—电解 第1课时 电解的原理 氯化铜溶液 Zn Cu 氯化铜溶液 石墨 石墨 原电池 电解池 原电池——将 能转化为 能的装置。 化学 电 电解池——将 能转化为 能的装置。 电 化学 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 A B C D 1.下列装置中属于原电池的是 （ ） 属于电解池的是 （ ） B C D 原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源 跟踪习题 一、电解原理 1、电解 使电流通过熔融的电解质或电解质溶液，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2、电解池 利用氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。 3、电解池构成条件 【归纳总结】 与外加直流电源 与电源相连的两个电极 有电解质溶液 形成闭合回路 自发或者非自发的氧化还原反应 联想质疑 金属钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠,同时放出大量的热: 2Na(s)+Cl2(g) =2NaCl(s) △H=-822.3kJ·mol-1 反之,若以氯化钠为原料制备金属钠,则需要从外界获得能量(如电能)。在生产实践中,人们是如何利用电能,以氯化钠为原料制取金属钠的呢？ 【交流·研讨】 工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 现象： 石墨电极：(阳极、和电源正极相连)： 铁电极(阴极、和电源负极相连)： 有气泡，产生黄绿色、刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝的气体。 有金属钠析出 电解熔融的氯化钠 3、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？ 4、移到两极表面的Na+、Cl-发生什么变化？ 1、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？ 做无规则运动 阳离子：Na+ 阴离子：Cl- 2、通电后，外电路上的电流方向怎样？ 【实验分析】 Na+移向与电源负极相连的电极(Fe),得到电子变成Na,发生还原反应： Na+ + e-＝Na Cl-移向与电源正极相连的电极(C),失去电子变成Cl,结合生成Cl2,发生氧化反应：2Cl- - 2e-＝Cl2↑ 2NaCl 2Na+Cl2↑ 通电 总反应式： 4．电解池的工作原理 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 5、电极产物的判断，电极反应的书写 阳极：还原剂-ne- ＝ 氧化产物 氧化反应 阴极：氧化剂+ne-＝还原产物 还原反应 口诀： “正阳氧， 负阴还” 6. 电流方向，电子、离子的流向 正极→阳极→阴极→负极（闭合回路） 阳离子→阴极，阴离子→阳极（“阴阳相吸”） 电子： 电流： 物质在阳极失电子 流入正极， 负极电子流出 阴极（物质在阴极得电子） 通过导线 通过导线 离子： 牢记：“离子不上岸，电子不入水” 书写电解熔融氯化镁，氧化铝的电极反应方程式和总反应方程式 练习1：使用惰性电极电解时 串联电解熔融KCl、MgCl2、Al2O3一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之是 。 6:3:2 练习2：使用惰性电极电解时 串联电路，电子处处相等！ 惰性电极：一般不参与电极反应（石墨、金、铂） 活性电极：除石墨、金、铂以外的金属电极。 【实验】电解CuCl2溶液 观察实验现象，并书写电极反应式。 1、如何才能正确判断出电解过程中阴阳两极的电极产物？ 2、电解过程中，电解质溶液中阴、阳离子得、失电子能力的相对强弱顺序？ 思考： 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 电极产物的判断及电极反应的书写 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（由易到难）： 阴极: Au+ > Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > (H+酸) > Pb2+ > Sn2+ ＞ Fe2+ > Zn2+ > (H+水) > Al3+ … ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子放电。 阳极： 阳极放电顺序（由易到难）： 活性金属电极>S2-