1.3.1 电解的原理 课件 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第3节 电解池 第1课时：电解原理 电解 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而引起氧化还原反应的过程 放电 当离子到达电极时，失去/获得电子，发生氧化/还原反应的过程 电解原理 一 电解池构成条件 1) 外加直流电源 阳极：接电源正极 阴极：接电源负极 2) 两个电极 惰性电极：C、Pt、Au等 活性电极：Fe、Cu、Ag等 3) 电解质溶液或熔融电解质 4) 形成闭合回路 阳极、阴极 电解原理 一 氧化 反应 还原 反应 阴离子 阳离子 氧化反应 还原反应 阳极 阴极 阴离子移向______； 阳离子移向______ 阳极 阴极 离子流向 反应类型 电子流向 电源____极流向____极 ____极流向电源____极 负 阴 阳 正 e- e- 电解原理 一 通电过程中钠离子和氯离子是如何生成金属钠和氯气的？ Na+＋e-═Na 阴极（cathode）： 发生还原反应的电极 （与电源负极相连） 阳极（anode）： 发生氧化反应的电极（与电源正极相连） 2Cl-－2e-=Cl2↑ e- e- Na+ Na+ Na+ 石墨 石墨 熔融氯化钠 生成金属钠 生成氯气 电解熔融氯化钠 总反应：2NaCl == 2Na+Cl2↑ 通电 2Na(s)+Cl2(g) =2NaCl(s) △H=-822.3kJ·mol-1 能量角度 电解原理 一 电解是一种强有力的氧化还原手段 能量角度 微观角度 Na+ Cl- 2NaCl(s) == 2Na(s)+Cl2(g) △H=+822.3kJ·mol-1 电解原理 一 【实验】 电解原理 一 【实验】 电解原理 实验装置 实验现象 实验结论 阴极：逐渐覆盖了一层红色物质 阳极：产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 CuCl2溶液在通电下生成了 Cu 和 Cl2 一 电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？ 【小组讨论】 离子自由运动 离子定向运动 一 CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 向阴极迁移 向阳极迁移 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 电解原理 一 放电顺序 1、阳极放电顺序 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)： 溶液中的阴离子放电 活泼金属＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH-＞ 含氧酸根离子(等) ＞F- 即失或得电子的顺序 S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH－（H2O）＞ 含氧酸根离子(等) ＞F- 水溶液中不放电 【总结】 失电子能力 “留点铁修路” 二 2、阴极放电顺序 溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，与电极材料无关 Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 氧化性强的离子先放电： 水溶液中不放电，熔融态放电 阳离子得电子能力 放电顺序 【总结】 二 书写电极反应式的方法 ①判断电极材料 ②明确溶液中存在哪些离子 ③判断阴阳离子的放电顺序 (包括水的电离，分成阳离子组&阴离子组） ④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式 （注意得失电子守恒） ⑤ 阴极+阳极反应式 = 总反应式 电解规律 三 电解类型 举例 电极反应 溶液PH变化 溶液复原方法 物质类别 实例 电解水型 含氧酸 H2SO4 阳极 阴极 强碱 NaOH 阳极 阴极 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 阳极 阴极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4H＋＋4e－=== 2H2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 4H＋＋4e－=== 2H2↑ 减小 增大 不变 H2O H2O H2O (1)电解水型 酸碱盐溶液的电解规律（惰性电极） 放H2生碱 放O2生酸 电解类型 举例 电极反应 溶液PH变化 溶液复原方法 物质类别 实例 电解电解质型 无氧酸 HCl 阳极 阴极 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极 － 阴极 增大 HCl CuCl2 (2)电解电解质型 酸碱盐溶液的电解规律（惰性电极） 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 电解类型 举例 电极反应 溶液PH变化 溶液复原方法 物质类别 实例 电解质和水都发生的类型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极 阴极 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 阳极 阴极 增大 减小 HCl CuO (3)电解质和水都发生的类型 酸碱盐溶液的电解规律（惰性电极） CuCO3 2Cl－－2e－===Cl2↑ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cu2＋＋4e－===2Cu 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 电解池 电解原理 放电顺序 电解水型 放H2­生碱型 电解电解质型 放O2­­生酸型 电解规律 活泼金属＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH- Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ 课堂总结 1、下列关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 （ ） A．原电池中失去电子的一极为负极 B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 C．原电池中相对活泼的一极为正极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 C 课堂练习 2、现用Pt作电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是 （ ） A．电解开始时阴极有H2放出 B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－══ Cu C．当电路中通过电子的物质的量超过0.1 mol时， 此时阴极放电的离子发生了变化 D．整个电解过程中， 不参与电极反应 D 课堂练习 3、若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，写出甲乙丙各池电极反应式及总反应式 课堂练习 $$