1.3.1电解的原理 课件 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章第3节 电能转化为化学能—电解 第1课时 电解的原理 请各位同学准备好：课本翻到23页，学历案 【学习目标】 1、以电解熔融氯化钠为例理解电解的基本原理。 2、掌握溶液中的离子放电顺序，能判断溶液中的发生的电极反应 3、会判断电极名称和书写简单的电极反应式、电解反应方程式； 金属活动性和冶炼方法的关系 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 其他方法 热分解法 热还原法 电解法 电解：化合物得金属的最强手段 电解：化合物得金属的最强手段 电解：电能→化学能 电解制备Na 氧化-还原分开两极进行 阴极：与外电源负极相连 阳极：与外电源正极相连 电解的基本原理 2NaCl 2Na + Cl2↑ 通电 2Al2O3 4Al + 3O2↑ 通电 2H2O 2H2 ↑ + O2↑ 通电 阴极：与负极相连 元素价态下降 还原反应 阳极：与 相连 元素价态 ， 反应 石墨 铁 Cl－ Na＋ Na＋ Na＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 【交流研讨】图 1-3-2 为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 问题1： NaCl = Na+ + Cl- 自由移动 图1-3-2电解熔融氯化钠的装置示意图 熔融氯化钠 石墨电极 铁电极 + - 通电前，熔融NaCl中存在哪些离子？如何移动？ 石墨 铁 Cl－ Na＋ Na＋ Na＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Na＋ e- e- e- e- Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 问题2：通电后，熔融NaCl中的离子如何移动？ Na+移向铁电极 Cl-移向石墨电极 异电相吸 石墨 铁 Cl－ Na＋ Na＋ Na＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Na＋ e- e- e- e- Na＋ Na＋ Na＋ Na＋ 2Na++2e-=2Na 发生还原反应 问题3：移动到两个电极表面的Na+ 和Cl- 将分别发生什么变化？ 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 发生氧化反应 阴极 阳极 2NaCl 2Na+Cl2↑ 通电 总反应式： 电极 现象 石墨电极 铁电极 有气泡，黄绿色、刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝(Cl2) 有银白色金属析出 电解的基本原理 电离 迁移 放电 产生自由移动的阴阳离子的过程 在电场力的作用下分别移向 阴阳两极 阴阳离子分别在两极上得失电子 尝试思考一下电解水的三步过程 电离： H2O ⇌ H+ + OH- 阴阳离子在两极竞争放电 放电： 阴极： 阳极： 2H++2e－ = H2↑ 4OH－－4e－ = O2 + 2H2O 硫酸钠溶液 OH ->SO42- SO42- H+(水)>Na+ Na+ 阳极：失电子，氧化反应 ①若为金属（非惰性）电极，电极失电子 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 S 2->I ->Fe2+>Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子） 阴离子的放电顺序是： 石墨电极、金电极、铂电极 ②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子 阴阳离子在两极竞争放电 阴极：得电子，还原反应 ①电极本身不参加反应 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+ >Na+>Ca2+>K+ 阳离子在阴极上放电顺序是： 浓度很大时排在水电离出的H+前 放电生成Fe2+ 阴阳离子在两极竞争放电 任务二、电解饱和食盐水 【活动探究】按图 1-3-3 所示组装电解装置，电极材料为石墨，离子导体为饱和食盐水。 1、通电前，饱和食盐水中存在哪些离子？如何移动？ 2、接通电源，在电场中的移动方向如何，可能发生的电极反应是什么？ 任务二、电解饱和食盐水 现象 电极反应 阴极 阳极 电解反应的化学方程式 无色气体 阴极附近滴入酚酞，溶液变红，说明OH-浓度增大。收集气体，点燃能产生爆鸣声，则为氢气。 黄绿色气体 阳极附近滴入酚酞，溶液无变化，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，变蓝，为氯气，阳极附近Cl-浓度减小。 电解过程中，电解质溶液中阴、阳离子得、失电子能力的相对强弱顺序？ 氯碱工业 电解类型 举例 电极反应 物质类别 实例 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↑ 1. 电解水型 二 、酸碱盐溶液的电解规律（惰性电极） 放H2生碱 放O2生酸 电解水型 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－=== 2H2↑ 电解类型 举例 电极反应 物质类别 实例 无氧酸 HCl 阳极 阴极 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极 阴极 (2) 电解电解质型 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 电解电解质型 电解类型 举例 电极反应 物质类别 实例 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 (3) 电解质和水都发生的类型 2Cl－－2e－===Cl2↑ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cu2＋＋4e－===2Cu 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 电解质和水都发生的类型 任务四、用惰性电极电解时的电解规律 类型 例子 阴极反应 阳极反应 实际 电解 对象 电解质 浓度 溶液 pH 电解质溶 液复原 HCl     CuCl2         NaOH     H2SO4     Na2SO4     任务四、用惰性电极电解时的电解规律 类型 例子 阴极反应 阳极反应 实际 电解 对象 电解质 浓度 溶液 pH 电解质溶 液复原 NaCl     AgNO3     CuSO4     Lavf58.20.100 $$