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

第四章 化学反应与电能 4.2.1 电解池 课时1 CuCl2溶液 石墨棒 石墨棒 1. 在U形管中注入质量分数为 25% 的 CuCl2 溶液，插入两根石墨棒做电极。 预测实验现象：__________________________ 说出理由：______________________________ 无现象 没有发生自发进行的氧化还原反应 2. 用导线将两根石墨棒、电流计串联。 CuCl2溶液 + - A 一、电解池 氯化铜溶液的电解实验 氯化铜溶液的电解实验 【实验现象】 一端石墨棒上生成红色的固体，另一端石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，然后逐渐褪色。 CuCl2 通电 Cu Cl2 产生有刺激性气味的气体。 1.电解池：将电能转化为化学能的装置。 2.电解池构成 直流电源 两个电极 电解质溶液或熔融电解质 + - A 形成闭合回路 ? Cl－ Cu2＋ 通电前 通电后 + － 阴极 阳极 2Cl－-2e－===Cl2↑ Cu2++2e－===Cu 得电子 还原反应 氧化性 失电子 还原性 氧化反应 阴极 CuCl2===Cu + Cl2↑ 电解 总反应式： 阳极 二、电解原理 电解：使电流通过熔融电解质或电解质溶液，在阳极、阴极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 I e- 【思考】CuCl2溶液中还有哪些离子呢？ H+、OH－ ；H+移向阴极，OH－移向阳极。 为什么它们 没有反应？ 阳极 阴极 e- e- OH- Cu2+ H+ Cl- 氧化性：Cu2+>H+ 得电子能力：Cu2+>H+ 氢离子和氢氧根离子定向移动吗？ 还原性：Cl－>OH－ 失电子能力：Cl－>OH－ 【思考】可以用电解氯化钠溶液的方法来制备金属钠吗？ 阳极 阴极 OH- Na+ H+ Cl- 氧化性：H+>Na+ 得电子能力：H+>Na+ 还原性：Cl－>OH－ 失电子能力：Cl－>OH－ 阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑ 阴极：2H++2e－===H2↑ 总反应：2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－ 不可以用电解氯化钠溶液的方法制备金属钠。 电解 e－ e－ e－ （2H2O+2e－===H2↑+2OH－） 请绘制反应电解池工作原理的电解图，要求包括： 思考与讨论 ①注明电解池的组成 ②标明氧化反应和还原反应发生的区域 ③标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向 直流电源 － ＋ e－ e－ 阳极 阴极 氧化反应 还原反应 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 电子导体 电极 离子导体 电极反应 电化学体系 原电池 电解池 能量转换 构成条件 电极材料 电极反应 电子导体 离子导体 电极反应物、电极材料、离子导体和电子导体 无电源 有直流电源 负极→正极 电源负极→阴极； 阳极→电源正极。 阳离子向正极迁移， 阴离子向负极迁移。 阳离子向阴极迁移， 阴离子向阳极迁移。 化学能→电能 电能→化学能 发生氧化还原反应 正极 负极 阳极 阴极 [原电池和电解池的比较] (1)电解池能将化学能转化为电能。 (　　) (2)电解质溶液导电属于化学变化。 (　　) (3)电解池的阳极与电源的负极相连。 (　　) (4)电解时,阳离子向阴极定向运动,阴离子向阳极定向运动。 (　　) (5)原电池的负极和电解池的阴极都发生的是还原反应。 (　　) (6)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。( ) (7)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。( ) 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 【练一练】 2．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．c电极发生了还原反应 C．电解过程中，d电极质量增加 D．溶液中电子移动方向为d→c C 3.科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解纯水的方法制得臭氧。 臭氧在_____极周围的水中产生，其电极反应式为__________________； 在_______极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为 _________________。电解的化学方程式为______________________。 阳 3H2O-6e-===O3+6H+ 阴 O2+2H++2e-===H2O2 3H2O+3O2===O3+3H2O2 电解 电解原理 概念 电解池的构成条件 电子、离子的移动 离子放电顺序 电解 电解池 直流电源 两个电极 闭合回路 电解质 电源负极流向阴极， 阳极流向电源正极。 电子 离子 阳离子移向阴极， 阴离子移向阳极。 Ag+>Hg2+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2