4.2.1 电解池工作原理-2023-2024学年高二化学高效备课设计PPT（人教版2019选择性必修1）

2023-2024学年 选择性必修1(人教版2019) 第四章 ·化学反应与电能 第1课时 电解池的工作原理 第二节 电解池 1 原电池 知识回顾 总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑ 负极： Zn－2e- = Zn2+ 正极： 2H+＋2e- = H2↑ 负极 正极 Zn/稀硫酸/Cu C/稀硫酸/Cu Cu与稀硫酸能自发进行氧化还原吗？ Cu2+ 电极逐渐溶解，溶液逐渐变蓝 氢气 Cu＋2H+ Cu2+＋H2↑ 电解 电解是最强有力的氧化还原手段 自1800年，伏特发明了伏打电池后，科学家们纷纷开始利用伏打电池研究电的化学效应，对水、盐溶液，熔融固体化合物进行通电实验，其中英国化学家戴维在点解释议案中发现了钠、钾、镁、钙、锶、钡等多种元素，成为发现最多新元素的科学家。 电解池的前世今生 1833年，英国科学家法拉第，经过一系列的实验，发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时，能够获得氯气，这一发现为氯碱工业的发展有重要的促进作用 石墨 饱和食盐水 目录 电解CuCl2溶液实验探究 01 电解池工作原理 02 习 学 目 标 1.了解电解的概念 2.了解电解池的构成，理解电解池的工作原理 3.掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写 NO.1 电解CuCl2溶液实验探究 【实验4-2】 在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 7 【实验4-2】 石墨棒 石墨棒 + - A 湿润的碘化钾淀粉试纸 生成 Cl2 生成Cu 1、观察U型管内有什么现象？ 2、观察试纸颜色有什么变化？ 与负极连接的石墨棒上生成Cu 与正极连接的石墨棒上生成气体 正极附近试纸变蓝，生成Cl2 CuCl2溶液 Cu2+ Cl- Cl- 【思】 结论：实验表明，CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 电能 化学能 有红色固体析出 有气泡，有刺激性气味，湿润的淀粉KI试纸变蓝色 铜 氯气 思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？ oooooooooooooooooooo － ＋ 阴极 阳极 Cu Cl2 ooooooooooooooooooooooo e- e- 【电解CuCl2原理】 与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。 与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。 宏观 微观 通电前 用石墨电极电解CuCl2溶液 11 通电前： CuCl2 Cu2+ + 2Cl- 通电时： 向阴极迁移 向阳极迁移 2Cl--2e- =Cl2↑ 氧化反应 放电顺序 Cl- ＞ OH- Cu2++2e- = Cu 还原反应 Cu2+ ＞ H+ 放电顺序 H2O H+ OH- + 总反应： Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2↑ 电解 思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？ 放电：离子得失电子发生氧化还原反应的过程 12 oooooooooooooooooooo － ＋ 阴极 阳极 Cu Cl2 ooooooooooooooooooooooo e- e- 【电解CuCl2原理】 与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。 与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。 阳离子Cu2+和H+ 向阴极移动 阴离子OH-和Cl- 向阳极移动 Cu2+在阴极放电： Cl-在阳极放电： 2Cl－－2e－=Cl2↑ （氧化反应） Cu2+ ＋ 2e－ = Cu （还原反应） 总反应式：CuCl2 Cu + Cl2↑ 电解 尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。 与电源正极相连 与电源负极相连 阴离子移向 阳离子移向 得电子，发生还原反应 失电子，发生氧化反应 阳极 阴极 电极、电源、离子、电子移动、电极反应关系 电子流出 电子流入 NO.2 电解池 的 工作原理 思考与交流 请同学们绘制反映电解池工作原理的示意图 1、注明电解池的组成。 2、标明氧化反应和还原反应发生区域。 3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。 绘制要求： 电解池工作原理示意图 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 发生氧化反应 发生还原反应 － ＋ 阳极 阴极 e- e- 电子导体 离子导体 阳极 发生氧化反应 还原剂 阴极 发生还原反应 氧化剂 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。 注意：①电流应是直流电 ②熔融态的电解质也能被电解 2．电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 3．电解池的电