4.3.1电解池（电解池的工作原理）（同步课件）-高二化学同步精品课堂（沪科版2020选择性必修第一册）

第三节 电解池 课时1 电解池的工作原理 第四章 氧化还原反应和电化学 授课人： 学习目标 1.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。 2.形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池。3.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。 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。 4 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 在电解过程中，将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 电解 在外加直流电的作用下，电解质在在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 电解池 5 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 6 电解 CuCl2 溶液 电解CuCl2溶液 一、电解池工作原理 1.实验现象 实验现象 实验结论 与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层 　　　　  　　　　　　  与正极相连的石墨棒上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸 　　　　  　　　　　　  一、电解池工作原理 产生了氯气 红色物质 析出金属铜 变蓝 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 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。请大家思考：能否用该电解池制备氢气、氢氧化钠和氯气？若不能，该怎样改进装置呢？ 大家再聚焦这个反应的总反应方程式，电解氯化钠溶液，阴极区域生成氢气、氢氧化钠，阳极区域生成氯气。再看电解池，会发现在这个电解池里，阴极区域和阳极区域是相通的，因而两极电解所得到的产物可以相互接触。 15 电极反应规律 阳极 溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 其放电顺序： 活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。 还原性： 阳极发生氧化反应，还原性强的粒子优先放电 活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。 二、电解池的相关规律 看来我们