1.2.3化学能与电能的转化（第3课时 电解池的工作原理）（课件+教案）-2022-2023学年高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修1）

专题一第二单元 化学能与电能的转化 03 电解池的工作原理 1 精微电化学加工技术 电解原理 在工业生产和日常生活中，人们常常需要通过电解的方法使许多不能自发进行的反应顺利进行， 电解过程中电能转化为化学能。 4 电解原理 电能转化为化学能的装置。 电解池 与直流电源负极相连 与直流电源正极相连 电解质溶液或熔融电解质 ①具有直流电源 ②两个电极(阴极、阳极) ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路 电解池的构成条件 5 电解原理 Na＋、Cl－做无规则(或自由)运动 电解熔融氯化钠 通电前 通电后 Na＋移向阴极 Cl－移向阳极 6 电解原理 2Cl－－2e－===Cl2↑ 发生 反应 电解熔融氯化钠 2Na＋＋2e－===2Na 发生 反应 阴极： 阳极： 还原 氧化 电解原理 2NaCl(熔融) 通电 2Na + Cl2↑ 工业制金属钠 总反应： 电解熔融氯化钠装置示意图 NaCl进口 NaCl (熔融) Cl2出口 Na (液态) Na出口 阴极 阴极 阳极 电解原理 电解池工作原理 示意图 电解质溶液或熔融电解质 阳离子移向电解池的阴极； 阴离子移向电解池的阳极。 阴极： 阳极： 发生还原反应 发生氧化反应 电子流向： 从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子流向： 电解原理 电解CuCl2溶液 电解原理 电解CuCl2溶液 微观 通电前： CuCl2 == Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 电解原理 电解CuCl2溶液 通电前： CuCl2 == Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 向阴极迁移 向阳极迁移 通电时： 电解原理 电解CuCl2溶液 通电前： CuCl2 == Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 向阴极迁移 向阳极迁移 通电时： 氧化反应 放电顺序 Cl- ＞ OH- 还原反应 Cu2＋ ＞H+ 放电顺序 2Cl－－2e－==Cl2↑ Cu2＋＋2e－==Cu 电解原理 电极反应规律 阴极 无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子放电顺序： Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋…… 氧化性： 阴极发生还原反应 Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋…… 看来我们用电解的基本原理推测出的电解饱和食盐水的产物是合理的。请大家思考：能否用该电解池制备氢气、氢氧化钠和氯气？若不能，该怎样改进装置呢？ 大家再聚焦这个反应的总反应方程式，电解氯化钠溶液，阴极区域生成氢气、氢氧化钠，阳极区域生成氯气。再看电解池，会发现在这个电解池里，阴极区域和阳极区域是相通的，因而两极电解所得到的产物可以相互接触。 14 电解原理 电极反应规律 阳极 溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 其放电顺序： 活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。 还原性： 阳极发生氧化反应 活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。 看来我们用电解的基本原理推测出的电解饱和食盐水的产物是合理的。请大家思考：能否用该电解池制备氢气、氢氧化钠和氯气？若不能，该怎样改进装置呢？ 大家再聚焦这个反应的总反应方程式，电解氯化钠溶液，阴极区域生成氢气、氢氧化钠，阳极区域生成氯气。再看电解池，会发现在这个电解池里，阴极区域和阳极区域是相通的，因而两极电解所得到的产物可以相互接触。 15 电解原理 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 溶液中离子 离子放电顺序 阳极反应式 阴极反应式 pH变化 复原加入物质 H＋ 、OH－、SO42- H＋ 、OH－、Na+ Na+ 、SO42- 、H＋ 、OH－ OH－>SO42- H＋>Na+ OH－>SO42- H＋>Na+ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－===2H2↑ 减小 增大 不变 加入H2O 1、电解水型 看来我们用电解的基本原理推测出的电解饱和食盐水的产物是合理的。请大家思考：能否用该电解池制备氢气、氢氧化钠和氯气？若不能，该怎样改进装置呢？ 大家再聚焦这个反应的总反应方程式，电解氯化钠溶液，阴极区域生成氢气、氢氧化钠，阳极区域生成氯气。再看电解池，会发现在这个电解池里，阴极区域和阳极区域是相通的，因而两极电解所得到的产物可以相互接触。 16 电解原理 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 电解质 HCl CuCl2 溶