4.2.1电解池原理 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 第一课时 电解原理 第四章 化学反应与电能 使用时： 化学能转化为电能 充电时： 电能转化为化学能 原电池是将化学能转化为电能的装置 反过来，假如我们把电流通入水或者水溶液中会不会发生变化？ 实验探究 【实验4-2】 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（如图4-9）。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。 阴极 生成Cu A Cu2+ Cl- Cl- 生成Cl2 - + 阳极 实验探究 【实验4-2】 【实验4-2】 按下图所示装置完成实验，并填写下表。 [结论]CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 实验分析 思考1：通电前后，电解质溶液中中有哪些离子，如何运动？ 通电时： 在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动， 即Cl－、OH－向阳极（与直流电源正极相连的石墨棒）迁移，Cu2＋、H＋向阴极（与直流电源负极相连的石墨棒）迁移。 通电前： 氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－， 通电前这些离子在溶液中作无规则运动。 H2O ⇌H+ + OH- CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- ②电极反应 氧化反应 阴极： 阳极： 2Cl--2 e- =Cl2↑ Cu2++ 2e-=2Cu 还原反应 Cu2+ +2Cl- Cu + Cl2↑ 电解 ③总反应 e- 溶液中离子定向移动 负极 阴极 阳极 正极 e- CuCl2溶液 一、电解原理 (一) 电解 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 (二) 电解池(电解槽) 把电能转化为化学能的装置。 (三) 电解池的构成 (1) 外加直流电源 (2) 电极 (3) 电解质溶液或熔融电解质 阳极：接电源正极 阴极：接电源负极 (4)形成闭合回路 惰性电极：C、Pt、Au等 活性电极：Fe、Cu、Ag等 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： 请同学们结合图4-10Ⅱ绘制反映电解池工作原理的示意图，并与同学们交流。 思考与讨论 － ＋ 阴极 阳极 电解质溶液 二.电解池工作原理 ① 阳氧化、阴还原 ②离子流向： ③电极反应： 从负极流向阴极，从阳极流回正极 电子流向： 阳离子 阴离子 阳离子 阴极 阴离子 阳极 注意：电子只在导线上移动，传导电流 溶液中靠阴阳离子定向移动传导电流 e- e- e— e— 得电子发生还原反应 失电子发生氧化反应 课堂练习1：分析下图，属于电解池的有（ ） ③ ⑥ 2、下列关于电解池的叙述中，不正确的是 (　　) A、与电源正极相连的是电解池的阴极 B、电解池是电能转化为化学能的装置 C、溶液中的阳离子移向阴极 D、在电解池的阳极发生氧化反应 A　 课堂练习3： 如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是 (　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 C 1．电解原理示意图 注意：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程 小结 小结2：电解池的阴极、阳极的判断方法 :电极产物反思 为什么不是O2呢？ 为什么不是H2呢？ 失电子能力： Cl- OH- 得电子能力： Cu2+ H+ 放电 能力 放电顺序不同 ＞ ＞ Cl- OH- Cu2+ H+ 二、阴、阳两极的放电顺序 阴、阳两极放电顺序取决于电极材料、电解质溶液中离子本身性质（得失电子能力），另外也与离子的浓度有关。 1、电极材料： 根据电极本身是否参与反应分为惰性电极和活性电极。 惰性电极(C、Pt、Au)：作阴、阳极材料只起导电作用，都不参与反应。 活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：活泼金属作阴极不参与反应，作阳极，金属失电子被氧化，如Fe、Cu、Ag 阳极 阴极 如图：阴极Zn不参与反应，阳极：Zn-2e-=Zn2+ 2、放电顺序 阳极： 活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，首先金属本身被电解M－ne-＝Mn+ 惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F － 。 阳极常见放电顺序：活性电极>Cl- >OH- Fe-2e- =Fe2+ Cu-2e- =Cu2+ Ag-e- =Ag+ 2Cl--2e-=Cl2 4OH-- 4e- =2H2O