1.3电能转化为化学能——电解课件2023-2024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 学习目标： 1.了解电解池的工作原理 2.能准确判断电解池的阴、阳极，电子、电流、离子的移动方向，电极反应类型，正确书写电极反应式及总分应。 3.运用电解的原理分析饱和食盐水的电解、铜的电解精炼、电镀等。 4.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 知识点一：电解池的工作原理 联想·质疑 如何利用氯化钠制备金属钠？ 在生产实践中借助电能实现了转化 那是如何转化的？ 交流·研讨 把电能转化为化学能的装置 电解池 Na+ Cl- e- e- 电流 电流 铁电极：2Na++2e-=2Na 石墨电极：2Cl--2e-=Cl2↑ 总反应：2NaCl = 2Na+Cl2↑ 通电 电解：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液，两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 阳极：发生氧化反应的电极。 阴极：发生还原反应的电极。 阳极 阴极 正阳氧失 阳离子→阴极移动，阴离子→阳极移动。 阳极 阴极 电解质溶液 或 熔融电解质 氧化反应 还原反应 阳离子移向 阴离子移向 电子 电流 电解池的工作原理： 思考：对比原电池与电解池在工作原理和装置构成上有什么异同？ 金属、石墨导电：物理变化 电解质溶液导电：化学变化 原电池 电解池 化学能→电能 电能→化学能 能量 转换 装置构成 电极 名称 电子 流向 电极反应 电极材料、电极反应物、离子导体和电子导体 电极材料、电极反应物、离子导体和电子导体、外接直流电源 正、负极 阴、阳极 由负极经过导线流向正极 由电源负极经过导线流向电解池阴极 由电解池阳极经过导线流向电源正极 负极，失电子，反生氧化反应 正极，得电子，反生还原反应 阳极，失电子，反生氧化反应 阴极，得电子，反生还原反应 知识点二：电解池原理的应用 1.熔融物的电解 MgCl2 CuCl2 Al2O3 书写电极反应式和总化学和离子反应方程式 2.水溶液的电解 活动·探究 以电解饱和食盐水为例： 阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑ 阴极：2H+ + 2e- = H2↑ 总反应： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 通电 阴极产物 阳极产物 电解精炼铜 铜是重要的金属材料。 冶炼铜矿中常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称“粗铜”。 金属活动性顺序表：K ＞Ca ＞Na＞ Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Ni-2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+ 阳 极 阴 极 Cu2++2e-=Cu 1.电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等吗？ 2.溶液中铜离子浓度如何变化？ 3.若为电解精炼镍，阳极泥的成分有什么？ 思考 知识点三：电解规律总结 ①若为活性电极（Pt以前，除K、Ca、Na），电极本身放电。 ②若为惰性电极（石墨、Pt、Au），电解质溶液中的阴离子失电子，阴离子还原性越强，越先放电。 放电顺序：S2->SO32->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根（CO32-、NO3-、SO42-）>F- 阳极放电总规律：活性电极>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根（CO32-、SO42-）>F- 阳极： ①与电极材料无关（阴极不参与反应） ②阳离子放电顺序：阳离子氧化性越强，越先放电。 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水） 放电顺序与浓度有关 >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>Ba2+>K+ 只在熔融状态下放电。 阴极： 金属活动性顺序表： K ＞Ca ＞Na＞ Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au 溶液中 回忆工业金属的冶炼方法 方法总结： （1）找阴阳极，判断阳极材料 （2）分析电解质溶液，找阴阳离子 （3）判断阴阳离子放电顺序 （4）写电极反应，注意电子、电荷、原子守恒和离子反应 （5）最后写总式：标通电、查来源（H+、OH-）需还原 来自弱电解质 利用原理分析电解反应 阴极： 阳极： 阴离子： 阳离子： 放电顺序： 石墨 石墨 Cl- OH- Na+ H+ 饱和NaCl溶液 Cl- ＞ OH- H+ ＞ Na+ 电镀 电镀：应用电解原理，在金属表面镀上一层金属或合金的方法。