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

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 第1课时 电解原理 【课程学习目标】 1. 通过对氯化铜溶液电解过程的分析，了解电解池的概念。 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.初步了解在电解池过程中，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。 电能 化学能 阴极 阳极 氢气 氧气 思考：若将水换成CuCl2溶液，预计会观察到什么现象？ 【温故知新】 水的电解 原理维度 现象 过程 电极反应物 电极产物 失电子场所（阳极材料） 电子导体（导线） 离子导体（电解质） 得电子场所（阴极材料） 4OH－ 失4e－ O2 4H＋ 得4e－ 2H2 装置维度 阳极：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋（氧化反应） 阴极：2H2O＋2e－ ＝ H2↑＋2OH－（还原反应） 总反应式： 阴离子 阳离子 e－ e－ 2H2O 2H2↑＋O2↑ 电解 CuCl2溶液 G Zn Cu 思考右图原电池的电极反应、电池总反应。 负极：Zn – 2e- = Zn2+ 正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu 电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu C C CuCl2溶液 问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？会发生怎样的现象呢？ 原电池是把化学能转变成电能的装置。 【实验探究】 (一）电解池工作原理 【实验4-2】 红色固体 有气泡，有刺激性气味，湿润的淀粉KI试纸变蓝色 铜 氯气 1.电解池：将电能转化为化学能的装置 2.两极： 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源正极相连 【微观探析 符号表征】 如何判断电解池中电极，离子移动方向？ 正阳 1 阳极氧化，阴极还原 2 阳极吸引阴离子，阴极吸引阳离子 3 3.电子移动方向 电子从负极到阴极；从阳极到正极。 4.离子移动方向 ①阳离子移向阴极； ②阴离子移向阳极 5．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。 6.电解池的构成要素 ①有直流电源 ②有两个电极材料（金属或石墨） ③有电解质溶液（或熔融电解质） ④形成闭合回路 例1、下图所示装置中，属于电解池的是______（填序号）。 ③⑥⑨ ⑨ 【对点训练】 例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　 【对点训练】 能量转换 离子移动方向 氧化反应的电极 还原反应的电极 电解池 电能转化为化学能 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移 原电池 化学能转化为电能 负极 正极 阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移 相同点 (从原理分析) 都是氧化还原反应 易错警示 1.石墨做电极电解CuCl2溶液时，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+，你的理由是什么？阳极呢？ 2.当溶液中有多种离子时，如何判断哪种离子先放电呢？ 【深度剖析】 若以铜代替石墨为阴极，电解CuSO4溶液的产物是否发生变化？ 石墨电极 Cu CuSO4溶液 得电子场所（阴极材料） 阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu 阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O 或：2H2O－4e－ ＝4H＋＋O2↑ 总反应： 2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋ 电解 若将阳极材料也替换为铜，电解CuSO4溶液的产物有无变化？ Cu CuSO4溶液 得电子场所（阴极材料） Cu 失电子场所（阳极材料） Cu阳 极 H＋ Cu阴极 Cu2＋ SO42- √ OH- √ 阳极放电顺序：金属 ＞ Cl－＞ OH－ ＞ SO42- (除Pt、Au外) 阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu 阳极：Cu－2e－＝Cu2＋ S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞ … 含氧酸根离子 … F－ 二、离子放电顺序(水溶液) 阳极：看