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4.2 課時1 電解池的工作原理 課件(共15張PPT) 2023-2024學年高二化學人教版(2019)選擇性必修1

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4.2 課時1 電解池的工作原理 課件(共15張PPT) 2023-2024學年高二化學人教版(2019)選擇性必修1

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(共15張PPT)
第四章 化學反應與電能
第二節 電解池 課時1
1799年伏打發明電池后,許多科學家對電產生了濃厚的興趣。
伏打電堆
1807年英國化學家戴維開始了爆發式的元素大發現,因為他開發了一種極為巧妙的技術——電解。
漢弗萊·戴維
他將鉑電極插入熔融的氫氧化鉀并接通直流電源時,奇跡產生了,在電極附近產生一種銀白色的金屬,隨即形成紫色的火焰,這就是發現鉀元素的主要過程。
電解時,物質是如何發生變化的呢?
1.理解電解、電解池的概念;
2.能分析電解池的工作原理,構建電解池思維模型。
CuCl2溶液
石墨棒
石墨棒
1. 在U形管中注入質量分數為 25% 的 CuCl2 溶液,插入兩根石墨棒做電極。
預測實驗現象:__________________________
說出理由:______________________________
無現象
沒有發生自發進行的氧化還原反應
2. 用導線將兩根石墨棒、電流計串聯。
CuCl2溶液
+
-
A
一、電解池
氯化銅溶液的電解實驗
【實驗現象】
一端石墨棒上生成紅色的固體,另一端石墨棒上有氣泡產生,濕潤的碘化鉀淀粉試紙變為藍色,然后逐漸褪色。
CuCl2
通電
Cu
Cl2
產生有刺激性氣味的氣體。
1.電解池:將電能轉化為化學能的裝置。
2.電解池構成
直流電源
兩個電極
電解質溶液或熔融電解質
+
-
A
形成閉合回路

Cl-
Cu2+
通電前
通電后
+

陰極
陽極
2Cl--2e-===Cl2↑
Cu2++2e-===Cu
得電子
還原反應
氧化性
失電子
還原性
氧化反應
陰極
CuCl2===Cu + Cl2↑
電解
總反應式:
陽極
二、電解原理
電解:使電流通過熔融電解質或電解質溶液,在陽極、陰極上分別發生氧化反應和還原反應的過程。
I
e-
【思考】CuCl2溶液中還有哪些離子呢?
H+、OH-
;H+移向陰極,OH-移向陽極。
為什么它們
沒有反應?
陽極
陰極
e-
e-
OH-
Cu2+
H+
Cl-
氧化性:Cu2+>H+
得電子能力:Cu2+>H+
氫離子和氫氧根離子定向移動嗎?
還原性:Cl->OH-
失電子能力:Cl->OH-
【思考】可以用電解氯化鈉溶液的方法來制備金屬鈉嗎?
陽極
陰極
OH-
Na+
H+
Cl-
氧化性:H+>Na+
得電子能力:H+>Na+
還原性:Cl->OH-
失電子能力:Cl->OH-
陽極:2Cl--2e-===Cl2↑
陰極:2H++2e-===H2↑
總反應:2Cl-+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH-
不可以用電解氯化鈉溶液的方法制備金屬鈉。
電解
e-
e-
e-
(2H2O+2e-===H2↑+2OH-)
請繪制反應電解池工作原理的電解圖,要求包括:
思考與討論
①注明電解池的組成
②標明氧化反應和還原反應發生的區域
③標明電子的運動方向和陰離子、陽離子的遷移方向
直流電源


e-
e-
陽極
陰極
氧化反應
還原反應
陽離子遷移方向
陰離子遷移方向
電子導體
電極
離子導體
電極反應
電化學體系
原電池 電解池
能量轉換
構成條件
電極材料
電極反應
電子導體
離子導體
電極反應物、電極材料、離子導體和電子導體
無電源
有直流電源
負極→正極
電源負極→陰極;
陽極→電源正極。
陽離子向正極遷移,
陰離子向負極遷移。
陽離子向陰極遷移,
陰離子向陽極遷移。
化學能→電能
電能→化學能
發生氧化還原反應
正極
負極
陽極
陰極
[原電池和電解池的比較]
(1)電解池能將化學能轉化為電能。 (  )
(2)電解質溶液導電屬于化學變化。 (  )
(3)電解池的陽極與電源的負極相連。 (  )
(4)電解時,陽離子向陰極定向運動,陰離子向陽極定向運動。 (  )
(5)原電池的負極和電解池的陰極都發生的是還原反應。 (  )
(6)某些不能自發進行的氧化還原反應,通過電解可以實現。( )
(7)直流電源跟電解池連接后,電子從電源負極流向電解池陽極。( )
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
【練一練】
2.如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是( )
A.a為負極、b為正極
B.c電極發生了還原反應
C.電解過程中,d電極質量增加
D.溶液中電子移動方向為d→c
C
3.科學家P.Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解純水的方法制得臭氧。
臭氧在_____極周圍的水中產生,其電極反應式為__________________;
在_______極附近的氧氣則生成過氧化氫,其電極反應式為
_________________。電解的化學方程式為______________________。

3H2O-6e-===O3+6H+

O2+2H++2e-===H2O2
3H2O+3O2===O3+3H2O2
電解
電解原理
概念
電解池的構成條件
電子、離子的移動
離子放電順序
電解
電解池
直流電源
兩個電極
閉合回路
電解質
電源負極流向陰極,
陽極流向電源正極。
電子
離子
陽離子移向陰極,
陰離子移向陽極。
Ag+>Hg2+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
活性金屬電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>F-

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