1.2.3电解池的工作原理（同步课件）-高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第一册）

第二节 化学能与电能的转化 课时3 电解池的工作原理 第一章 化学反应与能量变化 授课人： 学习目标 1．以电解熔融NaCl探究电解的工作原理，理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。 2．以CuCl2溶液的电解为模型掌握电解池的构成，阴、阳极放电顺序、电解方程式书写、现象分析、计算。 课程导入 戴维 （英 化学家） 莫瓦桑电解制氟仪器装置图（1886年） 自从1807年戴维首次使用电解方法制得金属钾，之后的研究继续用电解法获得了钠、钙、镁、钡、锶、硼、硅、铝、氟等单质。电解为这些元素的发现立下了汗马功劳。 接下来的近百年里，科学家们继续使用电解方法，获得了钠、钙、镁、钡、锶、硼、硅、铝、甚至最活泼的非金属单质氟！这充分证明了电解法是最强有力的氧化还原手段。电解为这些元素的发现立下了汗马功劳。 当然，电解的贡献还远不止这些。 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。 一、电解池工作原理 将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 电解 在直流电的作用下，在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 电解池 与 电源负极相连 与 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 一、电解池工作原理 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 一、电解池工作原理 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 一、电解池工作原理 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 一、电解池工作原理 工业上活泼金属的制备通常用电解法。 MgCl2(熔融) Mg Al2O3(熔融) Al 通电 通电 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： 一、电解池工作原理 阴(极)得(e－)阳(极)失(e－) 一、电解池工作原理 1 电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。 2 电解质的水溶液或熔融电解质均可被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。 3 电解过程中，电能转化为化学能而储存在电解产物中，转化过程中遵循能量守恒定律。 4 电解质溶液(或熔融电解质)的导电过程，就是电解质溶液(或熔融电解质)的电解过程，是化学变化，而金属的导电是利用其物理性质。 5 电解法是一种强氧化还原手段，可以完成非自发的氧化还原反应。 电解池原理注意事项 一、电解池工作原理 原电池中：阳离子→正极；阴离子→负极； 电解池中：阳离子→阴极；阴离子→阳极； 二者的阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极。 思考 阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？ 电解CuCl2溶液 一、电解池工作原理 电解CuCl2溶液 微观 通电前： CuCl2 == Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 一、电解池工作原理 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： 一、电解池工作原理 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 一、电解池工作原理 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，氧化性强的粒子优先放电 Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋…… 二、电解池的相关规律 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。