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

第3节 电能转化为化学能-电解 （第一课时） 联想*质疑 2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=－822.3KJ/mol 1molNa在氯气中燃烧放出411.15kJ的热量,写出热化学方程式。 1、在上述反应中主要存在着什么形式能之间的相互转化？ 2、除此之外，还有哪些形式的能之间可以相互转化？ 3、如果以氯化钠为原料制备金属钠，写出热化学方程式，思考我们应该怎样设计实验？ 思考： 化学能与热能 化学能与光能、化学能与电能 2NaCl（s） = 2Na（s）+Cl2（g）△H=+822.3KJ/mol 一、电解的原理 【交流研讨】 1、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运 动情况怎样？ 2、通电后，外电路上的电流方向怎样？电子移动方向呢? 3、接通电源后熔融氯化钠中Na+、Cl-向那个方向运动？ 4、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？ 氯 气 钠 熔融NaCl Cl- Na+ 现象：产生黄绿色气体（Cl2) 现象： 有银白色金属光泽的金属（钠）析出 电流 电流 电子 电子 ｝ 做无规则运动 阳离子：Na+ 阴离子：Cl- 【实验分析】 通电后：（必须直流电） Cl-移向与电源正极相连的电极（电子流出），失去电子变成Cl，发生氧化反应。 Na+移向与电源负极相连的电极（电子流入），得到电子变成Na，发生还原反应。 2Na++2e- =2Na 还原反应 得电子 价降低 2Cl--2e-=Cl2 氧化反应 失电子 价升高 氯 气 钠 熔融NaCl Cl- Na+ 电流 电流 电子 电子 使 通过 或 ,在两个 电极上分别发生 反应和 反应的过程 把 转化为 的装置. 一、电解原理 (1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极 (3)电解质溶液或熔融的电解质 (4)形成闭合回路 3.电解池构成条件: 1.电解: 2.电解池: 直流电 电解质溶液 熔融的电解质 氧化 还原 电能 化学能 分析下图，属于电解池的有 ③⑥ 【随堂练习】 惰性电极材料：石墨、金、铂等。 （1）电极材料： 活性电极材料：银、铜、铁等。 4.电极 ＋ － 阴极　　　 阳极 ｅ－ 阳离子 阴离子 得电子还原反应 失电子氧化反应 ｅ－ 电极 阳极 阴极 与电源的连接情况 反应类型 电子流向 电流流向 阴阳离子的移向 外观现象 气体：生成O2或CI2（惰性电极） 质量：质量减轻 （活性电极） 气体：H2 质量：质量增加 （2）电极判断方法 与电源正极相连 氧化反应 流出 流入 阴离子移向 与电源负极相连 还原反应 流入 流出 阳离子移向 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒 5.电极反应： 阳极：2Cl- - 2e- =Cl2↑ 氧化反应 阴极：2Na+ +2e- =2Na 还原反应 2NaCl 2Na+Cl2 ↑ 通电 总反应式： 在电极上进行的半反应 (氧化反应或还原反应)。 练习：电解熔融的氧化铝可制得金属铝.试写出 电极反应和总的反应方程式。 阳极 6O2- -12e- = 3O2↑ 阴极 4Al3++12e- =4Al 电极总反应 2Al2O3 4Al+3O2 ↑ ＝ 通电 提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在 用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液 阴极 阳极 CuCl2溶液 二、电极产物的判断及电极反应式的书写 1、标出装置中两个电极的名称 2、通电前，溶液中存在哪些阳离子和阴离子？ 这些离子的运动情况怎样？ 3、通电后，溶液中的这些离子分别向哪个方向运动？ 4、移到两极表面的离子将发生什么变化？ 通电前： ｝ 做无规则运动 阳离子：Cu2+ 、H+ 阴离子：Cl- 、OH- Cu2+ 、H+移向阴极 Cl- 、OH-移向阳极 电极反应式： Cu2+ +2e- =Cu 还原反应 CuCl 2 Cu+Cl2 ↑ 通电 总反应式： 思考：如何才能正确判断出阴阳两极的电极产物？ 2Cl- - 2e- =Cl2↑ 氧化反应 阴极 阳极 CuCl2溶液 阳极： 阴极： 现象：产生黄绿色气体（Cl2) 现象： 有红色的金属（铜）析出 电解电极产物的判断：（即离子的放电顺序） 阳极： ②用惰性电极：溶液中阴离子的放电顺序： S2->I->Br->Cl ->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子）>F-。 阳离子放电顺序是： Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+> Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>（H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阴极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子 先看阳极材料（切记！！！） 即：活性金属(如Ag、Cu、Fe)> S2->I->Br->Cl ->OH->含氧酸根离子 电极的判断方法 阳极 阴极 与电源的连接情况 反应类型 电子流向 电流流向 阴阳离子的移向 外观现象 气体：生成O2或CI2（惰性电极） 质量：质量减轻 （活性电极） 气体：H2 质量：质量增加 【小结】 与电源正极相连 氧化反应 流出 流入 阴离子移向 与电源负极相连 还原反应 流入 流出 阳离子移向 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 小结：分析电解过程的思维程序 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后在电子守恒的基础上合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。（注意：H+和OH-来自水总反应式要写成“H2O” 的形式，注明条件“通电”） (6)阴阳两极得失电子后形成的离子是否与电解质溶液中的离子共存，若不共存，溶液中的离子要参与电极反应。（易错点！！） 举例：CuCl2、MgCl2、的NaNO3溶液 以石墨为电极，电解下列溶液写出电极反应式 和电解的总方程式： 想一想 Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液 2. 盐酸、CuCl2溶液 3. NaCl溶液、 4.AgNO3溶液、CuSO4溶液 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 水 电 解 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 溶 质 电 解 无氧酸 HCl 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 溶质和水同时电解 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 电解质溶液用惰性电极电解的规律小结： 阳极：4OH--4e- =O2↑+2H2O 阴极：4H++4e- = 2H2↑ 阳极2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极：4H++4e-=2H2↑ 阳极2Cl--2e- = Cl2↑ 阴极：Cu2++2e-=Cu 阳极2Cl--2e- = Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O 阴极：2Cu2++4e- =2Cu 减小 增大 不变 增大 增大 减小 H2O HCl CuCl2 HCl CuO CuCO3 1、电解水型！ 2、电解电解质型！ 4、放氧生酸型！ 3、放氢生碱型！ 思考探究 X 1、若X为Na2SO4溶液，电解一段时间后，a电极区显——性，滴加紫色石蕊变——；b电极区显——性，滴加紫色石蕊变——； 2、若X为Mg（NO3）2溶液，电解一段时间后，a电极现象是——————————————————————————————————； 原因是（用电极反应式和方程式表示）： 碱 蓝 酸 红 产生气泡，附近区域变浑浊 2H2O+2e-＝H2↑+2OH— Mg2++ 2OH— ＝Mg（OH）2↓ 1. 下列说法正确的是( ) ①电解是把电能转变成化学能；②电解是化学能转变成电能；③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；⑤ 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现。 A. ①②③④ B. ②③⑤ C. ③④ D. ①③④⑤ 【随堂练习】 D 2、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（ ） Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH B 3. 下列关于电解池说法正确的是( ) A. 电解池的闭合回路中，电子由阳极流向原电池的正极，再由原电池负极流向阴极，最后由阴极流向阳极。 B.两个电极均为铜电极的电解池，电解硫酸铜溶液，电极上分别生成O2和铜。 C.两个电极均为石墨的电解池，电解氯化钠溶液时，可以将电极更换为铜电极。 D. 相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相同。 D 4、用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后（　　） D A．溶液的pH变大 B．c（Na+）与c （CO32-）的比值变大 C．溶液浓度变大，有晶体析出 D．溶液浓度不变，有晶体析出 5、将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解,且电解足够长的时间.有如下结论： ①溶液几乎没有Br－；  ②电解后溶液变为无色；  ③最终溶液显碱性；  ④K+、Na+和SO2－4 的浓度几乎没有变化. 其中正确的是（　　　　）  A、①②③ B、①③  C、③④ D、全部正确 A $$