1.2.3电解池原理及应用 课件 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

化学能与电能的转化 第三课时 电解池的工作原理 了解原电池的工作原理 01 认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用 02 教学目标 电解池 一、电解 1、定义：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2、能量转化特点：将电能转化为化学能。 3、应用：在工业生产和日常生活中，利用电解的方法使许多不能自发进行的反应顺利进行。 P23【交流讨论】 二、电解原理 实验现象：通电后，在阳极周围有气泡产生，在阴极有银白色金属生成。 阴极： 2Na+2e-=2Na 阳极： 2Cl--2e-=Cl2↑ 氧化反应 还原反应 总反应： 2NaCl=2Na+Cl2↑ 【交流讨论】 原理示意图： 阴极 阳极 e- e- 电解质溶液 阳离子移向 阴离子移向 与电源正极相连 发生氧化反应 与电源负极相连 发生还原反应 （惰性电极） 得电子 失电子 三、电解池 1、定义：将电能转化为化学能的装置。 2、构成条件： ①直流电源 ②与直流电源相连的两个电极（阳极和阴极） ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成闭合回路 3、电极与电极反应 阳极 与电源正极相连的电极 阴离子移向阳极 失电子 发生氧化反应 阴极 与电源负极相连的电极 阳离子移向阴极 得电子 发生还原反应 四、电解原理的应用 CuCl2=Cu2++2Cl- H2OH++OH- CuCl2溶液 Cu2+ Cl- OH- H+ 阴极 阳极 阴极：Cu2++2e-=Cu 发生还原反应 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 发生氧化反应 实验现象：阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色金属，阴极区溶液的颜色变浅；阳极石墨棒上有气泡产生，同时可观察到湿润的淀粉碘化钾试纸变成蓝色。 总反应：CuCl2 = Cu+Cl2↑ 通电 1、电解氯化铜溶液 2、电解饱和食盐水（氯碱工业） （1）在氯化钠的水溶液中存在几种微粒？分别是哪些？ 阴离子：Cl-、OH- 阳离子：Na+、H+ （2）哪个离子在阴极得电子？哪个离子在阳极失电子？ H+在阴极得电子 Cl-在阳极失电子 原理： 2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 通电 （4）如图，电解池的阴极区和阳极区用阳离子交换膜隔开，使得阴极区的OH-不能进入阳极区。电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区？ （3）写出电极反应方程式？ 阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 发生还原反应 发生氧化反应 补充：阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+、H+通过，而Cl-、OH-和气体不能通过。 阳离子交换膜既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反应而影响烧碱的质量。 ②如果是惰性电极（如Pt、Au、石墨等）则按溶液中阴离子的放电顺序依次放电。溶液中阴离子的放电顺序： 放电能力（减弱） S2- I- Br- Cl- OH- 还原性（减弱） 最高价含氧酸根离子 F- 在水溶液中只考虑此部分 阳极产物的判断：（失电子） ①先看电极，如果是活性电极（除Pt、Au以外的金属），则电极材料失去电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失去电子。 在阴极放电的只能是溶液中的阳离子，与电极材料无关。溶液中阳离子的放电顺序： 放电能力（减弱） Ag+ Hg+ Fe3+ Cu2+ H+ 氧化性（减弱） Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 在水溶液中多考虑此部分 浓度很大时排在水电离出的H+前 只有在熔融状态下放电 阴极产物的判断：（得电子） 电解池中电极反应方程式的书写步骤： 分析电极 分析溶液 确定电极上可能放电的离子 确定放电顺序 写出电极反应式 确定电极名称 分析电极类别 确定微粒种类 确定微粒物质的量或浓度 参考阴阳离子放电顺序 电解类型及规律： 类型 电解质的特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解对象 电解质溶液的变化 电解质溶液的复原 阴极 阳极 含氧酸 可溶性强碱 电解水型 活泼金属含氧酸盐 H2SO4 NaOH KNO3 H2 O2 阴极： 4H++4e-=2H2↑ （4H2O+4e-=2H2↑+4OH-） 阳极： 4OH--4e-=2H2O+O2↑ （2H2O-4e-=O2↑+4H+） 水 浓度增大（饱和溶液除外） 加水 类型 电解质的特点 实例 电解产物 电极反应特点 电解对象 电解质溶液的变化 电解质溶液的复原 阴极 阳极 无氧酸 电解电解质型 不活泼金属无氧酸盐 HCl CuCl2 H2 Cl2 Cu Cl2 电解质电离出阴、阳离子分别在两极放电 电解质 浓度减小 加HCl 加CuCl2 电解类型及规律： 电解类