4.2.1电解原理 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节 电解池 从家庭电解水实验说开来 ——电解原理 第四章 电化学考查题型： 1、电极判断 2、电子、电流、阴离子、阳离子的移向 3、电极反应式的书写及正误判断 4、转移电子数的相关计算 5、pH的变化 1. 如何进行家庭电解水实验？ 2. 实验现象不明显的原因及如何改进实验？ 从家庭电解水实验说开来 ——电解原理 3. 电解池的组成及工作原理？ 4. 为什么不用常见的电解质食盐做电解水实验？ 5. 电解食盐水的应用——氯碱工业如何实现产品的分离？ 【思考】根据所学知识，我们知道电解水可以获得H2和O2，如何使用生活中的材料来完成本实验？ 电源： 电极材料及导线： 离子导体： 9V的方块电池 两支两头均削好的铅笔 蒸馏水 【活动】请同学们进行实验现象的预测，与实验后进行对比并得出结论。 问题1：如何进行家庭电解水实验？ 现象：不明显。 原因 ——加入强电解质，增大离子浓度 增强离子导体的导电性 水是弱电解质，离子浓度极低导电性差 问题2：实验现象不明显的原因及如何改进实验？ 2H2O===2H2↑ + O2↑ 电解 阴极:与电源负极相连 阳极:与电源正极相连 问题3：电解池的组成及工作原理？ 一、电解原理 1. 电解池 2. 构成条件 ①直流电源 ②电极 ③离子导体 ④形成闭合回路 把电能转化成化学能的装置 【思考】是否用惰性电极电解所有电解质溶液都能得到H2和O2？ （注意分清阴极和阳极） 与直流电源负极相连的阴极上 逐渐覆盖一层 红色的固体 与直流电源正极相连的阳极上 有气泡产生 气体使湿润的 淀粉KI试纸变蓝 实验结论： 电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2 【思考】该电解池的阴极和阳极的电极反应式及发生的反应类型是什么？ 还原反应 氧化反应 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 3、电极发生的反应类型：阳极氧化 阴极还原 总反应： Cu2+ + 2Cl- ===Cu + Cl2↑ 电解 【思考】电子导体中电子、电流的移动方向？ 从带电微粒看电化学装置： ✮✮✮负电荷的循环 正极 负极 e— e— 阴极 阳极 电子：从负极———→阴极 沿导线 从阳极———→正极 沿导线 电流：跟电子相反 3、带电微粒的移向 Cu2+和Cl-在溶液中作自由运动 Cu2+和Cl-在溶液中改作定向运动 Ⅰ 通电前 Ⅱ 通电后 【思考】离子导体中阴离子、阳离子分别移向哪个电极？ 阳离子移向阴极 阴离子移向阳极 阴阳相吸 从带电微粒看电化学装置： ✮✮✮负电荷的循环 CuCl2溶液 记下来 C C 阳极区：氧化反应 阴极区：还原反应 e— e— 阴离子 阳离子 CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- 移向 阴极 移向 阳极 Cu2+ ＞ H+ 放电顺序 还原反应 氧化反应 放电顺序 Cl- ＞ OH- 2Cl- - 2e- = Cl2↑ Cu2+ + 2e- = Cu 【思考】CuCl2溶液中是否只有Cu2+和Cl—？ 思考：离子放电顺序如何判断呢？ 离子放电顺序实质： 失电子能力(还原性)强弱 得电子能力(氧化性)强弱 电化学考查题型： 1、电极判断 2、电子、电流、阴离子、阳离子的移向 3、电极反应式的书写及正误判断 4、转移电子数的相关计算 5、pH的变化 Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水) ＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ ①阴极放电顺序 与阴极电极材料无关 氧化性强的离子先放电： 阳离子得电子能力(氧化性)强弱 6、放电顺序 仅在熔融状态下考虑 ②阳极放电顺序 阳极是活性金属失电子，发生氧化反应 若为活性电极： 若为惰性电极(Pt、Au、C等)： 仅溶液中的阴离子失电子 (惰性电极只导电，不参与反应) 失电子能力(还原性)强弱 6、放电顺序 性 水溶液中不考虑 7、书写电极反应式的方法 ①判断电极材料，活性金属作阳极时，活性金属失电子 ②明确溶液中存在哪些离子 ③判断放电顺序 (包括水的电离，分成阳离子组、阴离子组） ④根据阴阳相吸，阳极氧化阴极还原完成电极反应式 ⑤ 阴极+阳极反应式 = 总反应式 （注意得失电子数相等） 以不同电极材料电解苏打溶液为例 类型 实例 电极反应式和电解方程式 溶液复原 H2SO4 NaOH KNO3 总式 加水 用惰性电极电解电解质溶液的一般规律 阴极:4H++4e- ==2H2↑ 阳极:2H2O-4e-== 4H++O2↑ 阴极:2H2O+2e-