第二节 电解池 第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 电解池 第1课时 化学反应与电能 第四章 1 电解饱和食盐水(氯碱工业) 2 电解原理 1 本节重点 本节难点 知识导航 铜粒 铜电线 铜片 铜块 生活中所用的铜制品纯度都达到了99.99%，大自然中很难得到如此纯度的铜，那么，我们是通过什么方式得到的呢？ 新课导入 铜的冶炼工艺流程 1 2 3 4 5 原料 准备 矿石 浸出 溶液 净化 电解 精炼 精炼和 合金化 将含铜的矿石进行破碎和磨细，以便提高矿石的表面积 通过电解方法将铜离子还原成铜金属。在电解槽中，将浸出液作为电解质，两个电极(阴极和阳极)之间施加电压，阴极上析出纯铜金属 将破碎后的矿石浸入酸性溶液中，使溶解的铜离子进入溶液中，通常使用硫酸浸出 对浸出液进行净化处理，去除杂质和有害元素。常用的净化方法包括中和沉淀、溶解和再结晶等 对铜金属进行再次熔炼和精炼处理 电解是个啥？ 知识梳理 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极。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。 实验步骤： 知识梳理 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 实验装置 阴极 与直流电源的负极相连 阳极 与直流电源的正极相连 CuCl2溶液 知识梳理 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 实验装置 知识梳理 知识梳理 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 实验现象 与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的固体 与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生 实验结论： CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 知识梳理 思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？ 知识梳理 看完实验，请同学们思考，电解氯化铜溶液，生成铜和氯气的原理是什么？ 宏观上，我们看到的现象是阴极出现了暗红色固体，阳极出现了大量气体。由此可以推测铜离子在阴极得电子，被还原出铜；氯离子在阳极失电子，被氧化为氯气。 10 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 理论分析 通电前， Cu2+和Cl-在溶液中作自由运动 通电时， Cu2+和Cl-在溶液中改作定向运动 知识梳理 阳极上Cl-失去电子发生氧化反应 阴极上Cu2+得到电子发生还原反应 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 理论分析 阳离子(Cu2+)向阴极(与直流电源的负极相连)迁移 阴离子(Cl-)向阳极(与直流电源的正极相连)迁移 以上这个过程叫做放电 知识梳理 通过之前的学习，我们知道：水分子也会电离，即溶液中存在着氢离子和氢氧根离子，这些离子是否参与反应呢？ 知识梳理 13 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 理论分析 通电前， Cu2+和Cl-在溶液中作自由运动 CuCl2 Cu2+ + 2Cl- H2O H+ OH- + 通电时， Cu2+和Cl-在溶液中改作定向运动 Cu2+、H+向阴极迁移 Cl-、OH-向阳极迁移 知识梳理 14 放电顺序 2e- 2Cl- Cl2↑ － 放电顺序 2e- Cu2+ + Cu 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 理论分析 Cu2+、H+向阴极迁移 Cl-、OH-向阳极迁移 还原反应 Cu2+ ＞ H+ 氧化反应 Cl- ＞ OH- 总反应： Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2↑ 电解 知识梳理 思考：离子放电顺序如何判断呢？ 离子放电顺序实质：阳离子氧化性强弱顺序，阴离子还原性强弱顺序 知识梳理 溶液中只考虑部分 只在熔融状态下放电 浓度很大时排在H+前 溶液中只考虑部分 电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 离子放电顺序 阴离子放电顺序 S2- > I- > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F- 还原性减弱 放电能力减弱 (与金属活动顺序表相反) 氧化性减弱 放电能力减弱 Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ > Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+ > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 阳离子放电顺序 知识梳理 电解原理 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 电解 把电能直接转化为化学能的装置 电解池(电解槽) 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 电解池示意图 阳极 阴极 电源 溶液中离子 阴离子 阳离子 电极反应 放电顺序 e- e- 知识梳理 18 思考：请依据电解的基本原理，预测电解 饱和食盐水的产物，并设计实验检验。 知识梳理 19 电解饱和食盐水(氯碱工业) 预测：电解饱和食盐水的产物(氯碱工业) 理论分析 通电前， Na+和Cl