【高中化学】电解池第一课时课件 2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

电解池基本原理电解池基本原理人类冶炼金属的年代表人类冶炼金属的年代表物理方法物理方法热分解法热分解法热还原法热还原法电解法电解法金属金属Na的制备的制备强制强制牢记一点：给出电子的一极称之为负极！牢记一点：给出电子的一极称之为负极！牢记一点：给出电子的一极称之为负极！牢记一点：给出电子的一极称之为负极！有关电解有关电解 金属钠是在金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在生产，约在1891年才获得成功。年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解氢氧化钠的方法。电解是电解是将电能转化为化学能将电能转化为化学能的一种重要方法。的一种重要方法。电解电解 VS 原电池原电池自发自发强制强制使不愿意得失电子的离子得失电子使不愿意得失电子的离子得失电子强制强制（强制需要一定的能力）（强制需要一定的能力）（强制需要一定的能力）（强制需要一定的能力）如果本身就容易得失电子呢？还可以强制吗？如果本身就容易得失电子呢？还可以强制吗？【思考】电离和电解有何区别？【思考】电离和电解有何区别？电离无需通电而电解需要，电解质先电离后电解电离无需通电而电解需要，电解质先电离后电解电流应是直流电电流应是直流电电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。电解是最强的氧化还原反应手段电解是最强的氧化还原反应手段。一、电解一、电解使电流通过电解质溶液使电流通过电解质溶液(或熔融电解质或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解反应的过程叫做电解注意：注意：二、电解池二、电解池(电解槽电解槽)1、定义：借助于外界电流引起、定义：借助于外界电流引起_的装置，也就是把的装置，也就是把 转变为转变为 的装置，叫做电解池或电解槽。的装置，叫做电解池或电解槽。氧化还原反应氧化还原反应电能电能化学能化学能2、构成电解池、构成电解池(电解槽电解槽)的条件的条件(1)直流电源直流电源阴极阴极:与电源负极相连与电源负极相连阳极阳极:与电源正极相连与电源正极相连(2)阴、阳电极阴、阳电极(3)电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质(4)形成闭合回路形成闭合回路(5)强制氧化还原反应强制氧化还原反应两极一液一电源一回路一反应两极一液一电源一回路一反应两极可相同也可不同两极可相同也可不同 e阴离子阴离子得得ne阳离子阳离子e失失ne阳极阳极失电子失电子被氧化被氧化阴极阴极得电子得电子被还原被还原阳极阳极电极是否能被氧化电极是否能被氧化溶液中离子被氧化溶液中离子被氧化(一般为阴离子一般为阴离子)惰性电极：惰性电极：Pt/Au/C(石墨石墨)活泼电极：银以及之前的金属活泼电极：银以及之前的金属先后顺序？先后顺序？还原性还原性三、离子放电顺序三、离子放电顺序：阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电活性材料活性材料作电极：作电极：电极放电电极放电惰性惰性电极电极(Pt、Au、石墨、石墨)：溶液中：溶液中阴离子阴离子的放电的放电阳极：阳极：看电极材料是否参与反应看电极材料是否参与反应笔记笔记顺序是：顺序是：M S2-I-Br-Cl-OH-最高价含氧酸根最高价含氧酸根(SO42-、NO3-)F-水溶液中水溶液中e阴离子阴离子得得ne阳离子阳离子e失失ne阳极阳极失电子失电子被氧化被氧化阴极阴极得电子得电子被还原被还原阴极阴极电极被还原电极被还原(一般不被还原一般不被还原)溶液中离子被还原溶液中离子被还原(一般为阳离子一般为阳离子)先后顺序？先后顺序？氧化性比较氧化性比较阳离子阳离子在在阴阴极上极上放电顺序放电顺序是：是：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H(酸酸)+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水水)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+活性电极、惰性电极活性电极、惰性电极都都不参与不参与电极反应电极反应阴极阴极:注注:当离子浓度当离子浓度相差不大相差不大时，放电顺序按时，放电顺序按H+(酸酸),当当Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度浓度(电解质电解质)远大于远大于H+时，按时，按H+(水水)只在熔融状态放电只在熔融状态放电笔记笔记发生氧化反应发生氧化反应阴离子移向阴离子移向电源正极电源正极(阳极阳极)电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系电源负极电源负极(阴极阴极)发生还原反应发生还原反应阳离子移向阳离子移向离子放电离子放电：离子失电子或者得电子的过程。离子失电子或者得电子的过程。1、下列有关电解的说法正确的是下列有关电解的说法正确的是()电解是把电能转变成化学能电解是把电能转变成化学能电解是把化学能转变成电能电解是把化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A B C DDCCCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，会发生怎样的现溶液中，外接直流电源，会发生怎样的现象呢？象呢？向氯化铜溶液中通入直流电向氯化铜溶液中通入直流电思考思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒?阳离子：阳离子：Cu2+、H+阴离子：阴离子：Cl-、OH-Cu2+、H+向阴极区移动；向阴极区移动；Cl-、OH-向阳极区移动向阳极区移动Cl-Cl2 OH-O2 HH2 2O HO H+OH+OH-CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl-阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：思考思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？极反应？产物可能是哪些？思考思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？微观探索微观探索 有气泡，刺激性气味，并能使湿润的有气泡，刺激性气味，并能使湿润的 KI淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝碳棒上有一层红色物质析出碳棒上有一层红色物质析出阳极阳极阴极阴极氯氯气气铜铜阳极：阳极：阴极：阴极：宏观现象宏观现象 CuCl2水溶液水溶液Cu2+2e-=Cu2Cl-2e-=Cl2四、电极方程式的书写四、电极方程式的书写看电极材料看电极材料(活泼活泼金属作阳极失电子金属作阳极失电子)判断放电顺序判断放电顺序分析溶液中的阴阳离子分析溶液中的阴阳离子先确定电解池的阴阳极先确定电解池的阴阳极书写电极方程式书写电极方程式(阳失氧、阴得还阳失氧、阴得还)3、电解后溶液的复原规律、电解后溶液的复原规律(1)电解电解H2O型型电解质电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式阳极反应式阴极反应式阴极反应式浓度浓度pH变化变化复原加入物质复原加入物质减小减小增大增大不变不变加入加入H2O4H4e=2H24OH4e=O22H2O2H2O4e-=4H+O2 2H2O+2e-=H2+2OH-2H2O4e-=4H+O2 2H2O+2e-=H2+2OH-2H2O 2H2 +O2 电解电解增大增大增大增大增大增大(2)电解电解质型电解电解质型电解质电解质HClCuCl2阳极反应式阳极反应式阴极反应式阴极反应式pH变化变化 复原加入物质复原加入物质2Cl2e=Cl22H2e=H2Cu22e=Cu增大增大加入加入HCl加入加入CuCl2(3)电解质和水都发生电解型电解质和水都发生电解型电解质电解质NaClCuSO4阳极反应式阳极反应式阴极反应式阴极反应式pH变化变化复原加入物质复原加入物质2Cl2e=Cl22H2O4e=O24H2H2O2e=H22OH2Cu24e=2Cu增大增大减小减小加入加入HCl加入加入CuO或或CuCO3放氢生碱放氢生碱放氧生酸放氧生酸电解后溶液的复原，遵循电解后溶液的复原，遵循“少什么加什么，少多少加多少少什么加什么，少多少加多少”的原则的原则特别提醒特别提醒电解池电解池原电池原电池原理原理构成构成电极反应电极反应反应类型反应类型电解池与原电池的比较电解池与原电池的比较电能转化为化学能电能转化为化学能化学能转化为电能化学能转化为电能阴极、阳极、电解质、阴极、阳极、电解质、直流电源直流电源正极、负极、电解质、正极、负极、电解质、盐桥盐桥阳极发生氧化反应阳极发生氧化反应阴极发生还原反应阴极发生还原反应负极发生氧化反应负极发生氧化反应正极发生还原反应正极发生还原反应 强制氧化还原反应强制氧化还原反应 自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应1、关于下图所示、关于下图所示两个装置的叙述正确的是两个装置的叙述正确的是()A.装置名称：装置名称：是原电池，是原电池，是电解池是电解池B.硫酸浓度变化：硫酸浓度变化：增大，增大，减小减小C.电极反应式：电极反应式：中阳极：中阳极：4OH4e=2H2OO2，中正极：中正极：Zn2e=Zn2D.离子移动方向：离子移动方向：中中H向阴极方向移动，向阴极方向移动，中中H向负极方向移动向负极方向移动B2、某同学按如图所示的装置进行电解实验，下列说法不正确的是、某同学按如图所示的装置进行电解实验，下列说法不正确的是()A电解过电解过程程中，铜电极上有中，铜电极上有 H2 产生产生B电解初期，总反应方电解初期，总反应方程程式为式为 CuH2SO4=CuSO4H2 C电解一段时间后，石墨电极上有铜析出电解一段时间后，石墨电极上有铜析出D电解过程中，电解过程中，H+的浓度减小的浓度减小电解电解A3、按下图装置进行实验，并回答下列问题。、按下图装置进行实验，并回答下列问题。(1)判断装置的名称：判断装置的名称：A 池为池为_B 池为池为_(2)铜极为铜极为_极，极，电极反应式为电极反应式为_(3)B 装置中，装置中，C1 不不 C2 均为石墨棒，均为石墨棒，石墨棒石墨棒 C1 为为_极，电极反应式为极，电极反应式为_，石墨棒石墨棒 C2 附近发生的实验现象为附近发生的实验现象为_。原电池原电池电解池电解池正正Cu22e=Cu阳阳2Cl2e=Cl2 有无色气体产生，附近溶液出现红色有无色气体产生，附近溶液出现红色