4.2.1 电解池的工作原理-【化学一起课件】高中化学选择性必修1同步课件PPT（人教版2019）

CHEMICAL REACTIONS AND ELECTRICAL ENERGY 第四章 化学反应与电能 第二节 授 课 老 师 ：xxx 第 1 课 时 电解池的工作原理 学习目标 Learning Objectives 通过对氯化铜溶液电解过程的分析，了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。 1 电解池的工作原理 初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系，能解释或推测电解反应的产物，并能用电极反应和总反应进行表征。 2 【知识背景】 铅酸蓄电池的构造示意图 锂离子电池的构造示意图 二次电池充电的过程，就是将电能转化成化学能的电解池装置。 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 【思考交流】 问题1：如图所示，是电解CuCl2溶液的装置示意图。观察并说明该装置由哪些部分组成？ 直流电源 CuCl2溶液 问题2：该装置与原电池装置有什么不同？ 电源 电极 电解质溶液（离子导体） 用导线（电子导体）连成闭合回路 该装置接有电源 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 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4-2】 + － C C WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 【实验现象】 【实验结论】 与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色固体； 与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。 与直流电源负极相连（阴极）的石墨棒上有单质Cu生成； 与直流电源正极相连（阳极）的石墨棒上有Cl2生成。 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 【思考交流】 问题3：根据实验现象，试写出所发生的电极反应和总反应？ 阴极 Cu2++ 2e- Cu 还原反应 阳极 2CI- - 2e- CI2↑ 氧化反应 总反应： Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2↑ 电解 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 【思考交流】 问题4：根据电极反应，结合电子和离子的移动方向，试分析该反应是如何发生的？ 电子流向： 电源负极→阴极 阳极→电源正极 阴极 Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应 阳离子 阴极 阳极 2Cl- -2e- = Cl2↑ 氧化反应 阴离子 阳极 Cu2+ Cl- Cl- 石墨 石墨 + - e- e- e- e- WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务1】以电解氯化铜溶液为例，掌握电解池的工作原理 + － 阴极 阳极 CuCl2溶液 放电 离子在电极上得失电子发生氧化还原反应的过程。 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。 电解池 将电能转化为化学能的装置。 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务2】理解溶液中离子的放电顺序 【思考交流】 问题5：我们知道水电解可以产生氢气和氧气，请你写出该反应的化学方程式。 2H2O === 2H2 ↑+O2 ↑ 通电 为什么电解氯化铜溶液的过程中没有氢气和氧气产生？ WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务2】理解溶液中离子的放电顺序 【思考交流】 问题6：CuCl2溶液中有哪些离子？ Cu2+ CI2+ H+ (H2O) OH- (H2O) 问题7：上述离子在电解装置中的迁移方向如何？ 阳离子（ Cu2+、H+ ）移向电解池的阴极 阴离子（ Cl-、OH- ）移向电解池的阳极 WORKING PRINCIPLE OF ELECTROLYTIC CELL 电解池的工作原理 【任务2】理解溶液中离子的放电顺序 【思考交流】 问题8：在阴极区，为什么是Cu2+得电子，而不是H+得电子？在阳极区，为