4.2.1　电解原理课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章　 化学反应与电能 第二节　电解池 第1课时　电解原理 [学习目标] 1.了解电解及电解池的概念，熟悉电解池的构成条件。 2.理解电解原理，掌握电解池电极反应式的书写。 [重点难点] 1.理解电解原理。 2.电解池电极反应式的书写。 新课引入 最早于1789年，杨-鲁道夫-德曼和阿德里安-派斯-范-特鲁斯维克通过静电装置发电用金电极把水电解成气体。 1800年伏特发明了伏打电池后，被威廉-尼克森和安东尼-卡莱尔用于电解水。 1869年格拉姆发明直流发电机后，电解水逐渐成为一种廉价制氢的方法。 2H2O===2H2↑ +O2↑ 电解 化学能直接转化为电能的装置——原电池 电能直接转化为化学能的装置——电解池 一、电解原理 1.实验探究：电解CuCl2溶液 (1)实验现象： ①电流表指针发生偏转； ②b极上逐渐覆盖了一层红色物质； ③a极上产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。 (2)反应原理： 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 溶液中：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 视频导学 2.电解和电解池 (1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起 氧化还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的构成条件 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。 一、电解原理 溶液中离子定向移动 3.电解原理 oooooooooooooooooooo － ＋ － ＋ 阴极 阳极 Cu Cl2 ooooooooooooooooooooooo 电解氯化铜溶液实验装置 2Cl- － 2e- == Cl2↑ Cu2++ 2e- == 2Cu 阴极(与电源负极相连)： 阳极(与电源正极相连)： 还原反应 氧化反应 阳离子→ 阴极 阴离子→ 阳极 闭合回路特点： e- 负极 阴极 e- 阳极 正极 e- e- 一、电解原理 请完成学案上的导思、导练 化学反应的速率 导思 授课老师可根据需要选择使用 1.正误判断 (1)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极(　　) (2)电解质溶液的导电实验发生了化学变化(　　) (3)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应(　　) (4)电解池中电子的流向是负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(　　) √ × √ √ ✪ 特别提醒： 金属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化，就是电解的过程。 导思 2.如图所示装置中属于电解池的是_______(填序号)。 ③⑥ ①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池； ④无电解质溶液或熔融电解质； ⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池； ⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。 二、分析电解池的一般思路 已知：氧化性Cu2+ > H+ > Na+；还原性Cl- > OH- NaCl == Na+ + Cl- H2O ⇌H+ + OH- 2Cl- － 2e- == Cl2↑ 2H+ + 2e- == H2↑ 还原反应 氧化反应 总反应： 2NaCl + 2H2O == 2NaOH + H2↑ + Cl2 ↑ 电解 阴极电极反应式 阳极电极反应式 2H2O + 2e- == H2↑+ 2OH- 利用惰性电极电解NaCl溶液，能否得到金属Na？ 问题思考 第二步：分析离子放电顺序（注意阳极电极材料） 阴极：Cu2＋＞H＋ ，阳极：OH－>； 以惰性电极电解CuSO4溶液为例 电离：CuSO4===Cu2＋＋，H2O⇌H＋＋OH－， 溶液中存在Cu2＋、、H＋、OH－四种离子； 第一步：分析溶液中存在的离子 第三步：写出电极反应式 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋； 两极反应式相加得总反应式： 2Cu2++2H2O == 2Cu＋O2↑+4H+ 电解 二、分析电解池的一般思路 离子的放电顺序 (1)阳极：若阳极为惰性电极(如石墨、铂等)，则溶液中阴离子放电， 常见阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子； 若阳极为活性电极，如Fe、Cu、Ag等，则电极本身放电， 电极反应式为M－ne－===Mn＋。 (2)阴极：溶液中阳离子放电 放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 特别提醒 二、分析电解池的一般思路 请完成学案上的导思、导练 化学反应的速率 导思 授课老师可根据需要选择使用 用惰性电极电解下列电解质溶液，写出电极反应式和总反应式： (1)电解氯化钠溶液 阳极：__________________； 阴极