4.2 课时1 电解池的工作原理 课件(共15张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.2 课时1 电解池的工作原理 课件(共15张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 15.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 14:31:34 | ||
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文档简介
(共15张PPT)
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池 课时1
1799年伏打发明电池后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣。
伏打电堆
1807年英国化学家戴维开始了爆发式的元素大发现，因为他开发了一种极为巧妙的技术——电解。
汉弗莱·戴维
他将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹产生了，在电极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。
电解时，物质是如何发生变化的呢？
1.理解电解、电解池的概念；
2.能分析电解池的工作原理，构建电解池思维模型。
CuCl2溶液
石墨棒
石墨棒
1. 在U形管中注入质量分数为 25% 的 CuCl2 溶液，插入两根石墨棒做电极。
预测实验现象：__________________________
说出理由：______________________________
无现象
没有发生自发进行的氧化还原反应
2. 用导线将两根石墨棒、电流计串联。
CuCl2溶液
+
-
A
一、电解池
氯化铜溶液的电解实验
【实验现象】
一端石墨棒上生成红色的固体，另一端石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，然后逐渐褪色。
CuCl2
通电
Cu
Cl2
产生有刺激性气味的气体。
1.电解池：将电能转化为化学能的装置。
2.电解池构成
直流电源
两个电极
电解质溶液或熔融电解质
+
-
A
形成闭合回路
Cl－
Cu2＋
通电前
通电后
+
－
阴极
阳极
2Cl－-2e－===Cl2↑
Cu2++2e－===Cu
得电子
还原反应
氧化性
失电子
还原性
氧化反应
阴极
CuCl2===Cu + Cl2↑
电解
总反应式：
阳极
二、电解原理
电解：使电流通过熔融电解质或电解质溶液，在阳极、阴极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
I
e-
【思考】CuCl2溶液中还有哪些离子呢？
H+、OH－
；H+移向阴极，OH－移向阳极。
为什么它们
没有反应？
阳极
阴极
e-
e-
OH-
Cu2+
H+
Cl-
氧化性：Cu2+>H+
得电子能力：Cu2+>H+
氢离子和氢氧根离子定向移动吗？
还原性：Cl－>OH－
失电子能力：Cl－>OH－
【思考】可以用电解氯化钠溶液的方法来制备金属钠吗？
阳极
阴极
OH-
Na+
H+
Cl-
氧化性：H+>Na+
得电子能力：H+>Na+
还原性：Cl－>OH－
失电子能力：Cl－>OH－
阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑
阴极：2H++2e－===H2↑
总反应：2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－
不可以用电解氯化钠溶液的方法制备金属钠。
电解
e－
e－
e－
（2H2O+2e－===H2↑+2OH－）
请绘制反应电解池工作原理的电解图，要求包括：
思考与讨论
①注明电解池的组成
②标明氧化反应和还原反应发生的区域
③标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向
直流电源
－
＋
e－
e－
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
电子导体
电极
离子导体
电极反应
电化学体系
原电池 电解池
能量转换
构成条件
电极材料
电极反应
电子导体
离子导体
电极反应物、电极材料、离子导体和电子导体
无电源
有直流电源
负极→正极
电源负极→阴极；
阳极→电源正极。
阳离子向正极迁移，
阴离子向负极迁移。
阳离子向阴极迁移，
阴离子向阳极迁移。
化学能→电能
电能→化学能
发生氧化还原反应
正极
负极
阳极
阴极
[原电池和电解池的比较]
(1)电解池能将化学能转化为电能。 ( )
(2)电解质溶液导电属于化学变化。 ( )
(3)电解池的阳极与电源的负极相连。 ( )
(4)电解时,阳离子向阴极定向运动,阴离子向阳极定向运动。 ( )
(5)原电池的负极和电解池的阴极都发生的是还原反应。 ( )
(6)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。( )
(7)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。( )
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
【练一练】
2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．c电极发生了还原反应
C．电解过程中，d电极质量增加
D．溶液中电子移动方向为d→c
C
3.科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解纯水的方法制得臭氧。
臭氧在_____极周围的水中产生，其电极反应式为__________________；
在_______极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为
_________________。电解的化学方程式为______________________。
阳
3H2O-6e-===O3+6H+
阴
O2+2H++2e-===H2O2
3H2O+3O2===O3+3H2O2
电解
电解原理
概念
电解池的构成条件
电子、离子的移动
离子放电顺序
电解
电解池
直流电源
两个电极
闭合回路
电解质
电源负极流向阴极，
阳极流向电源正极。
电子
离子
阳离子移向阴极，
阴离子移向阳极。
Ag+>Hg2+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根离子>F-
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池 课时1
1799年伏打发明电池后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣。
伏打电堆
1807年英国化学家戴维开始了爆发式的元素大发现，因为他开发了一种极为巧妙的技术——电解。
汉弗莱·戴维
他将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹产生了，在电极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。
电解时，物质是如何发生变化的呢？
1.理解电解、电解池的概念；
2.能分析电解池的工作原理，构建电解池思维模型。
CuCl2溶液
石墨棒
石墨棒
1. 在U形管中注入质量分数为 25% 的 CuCl2 溶液，插入两根石墨棒做电极。
预测实验现象：__________________________
说出理由：______________________________
无现象
没有发生自发进行的氧化还原反应
2. 用导线将两根石墨棒、电流计串联。
CuCl2溶液
+
-
A
一、电解池
氯化铜溶液的电解实验
【实验现象】
一端石墨棒上生成红色的固体，另一端石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色，然后逐渐褪色。
CuCl2
通电
Cu
Cl2
产生有刺激性气味的气体。
1.电解池：将电能转化为化学能的装置。
2.电解池构成
直流电源
两个电极
电解质溶液或熔融电解质
+
-
A
形成闭合回路
Cl－
Cu2＋
通电前
通电后
+
－
阴极
阳极
2Cl－-2e－===Cl2↑
Cu2++2e－===Cu
得电子
还原反应
氧化性
失电子
还原性
氧化反应
阴极
CuCl2===Cu + Cl2↑
电解
总反应式：
阳极
二、电解原理
电解：使电流通过熔融电解质或电解质溶液，在阳极、阴极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
I
e-
【思考】CuCl2溶液中还有哪些离子呢？
H+、OH－
；H+移向阴极，OH－移向阳极。
为什么它们
没有反应？
阳极
阴极
e-
e-
OH-
Cu2+
H+
Cl-
氧化性：Cu2+>H+
得电子能力：Cu2+>H+
氢离子和氢氧根离子定向移动吗？
还原性：Cl－>OH－
失电子能力：Cl－>OH－
【思考】可以用电解氯化钠溶液的方法来制备金属钠吗？
阳极
阴极
OH-
Na+
H+
Cl-
氧化性：H+>Na+
得电子能力：H+>Na+
还原性：Cl－>OH－
失电子能力：Cl－>OH－
阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑
阴极：2H++2e－===H2↑
总反应：2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－
不可以用电解氯化钠溶液的方法制备金属钠。
电解
e－
e－
e－
（2H2O+2e－===H2↑+2OH－）
请绘制反应电解池工作原理的电解图，要求包括：
思考与讨论
①注明电解池的组成
②标明氧化反应和还原反应发生的区域
③标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向
直流电源
－
＋
e－
e－
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
电子导体
电极
离子导体
电极反应
电化学体系
原电池 电解池
能量转换
构成条件
电极材料
电极反应
电子导体
离子导体
电极反应物、电极材料、离子导体和电子导体
无电源
有直流电源
负极→正极
电源负极→阴极；
阳极→电源正极。
阳离子向正极迁移，
阴离子向负极迁移。
阳离子向阴极迁移，
阴离子向阳极迁移。
化学能→电能
电能→化学能
发生氧化还原反应
正极
负极
阳极
阴极
[原电池和电解池的比较]
(1)电解池能将化学能转化为电能。 ( )
(2)电解质溶液导电属于化学变化。 ( )
(3)电解池的阳极与电源的负极相连。 ( )
(4)电解时,阳离子向阴极定向运动,阴离子向阳极定向运动。 ( )
(5)原电池的负极和电解池的阴极都发生的是还原反应。 ( )
(6)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。( )
(7)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。( )
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
【练一练】
2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．c电极发生了还原反应
C．电解过程中，d电极质量增加
D．溶液中电子移动方向为d→c
C
3.科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解纯水的方法制得臭氧。
臭氧在_____极周围的水中产生，其电极反应式为__________________；
在_______极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为
_________________。电解的化学方程式为______________________。
阳
3H2O-6e-===O3+6H+
阴
O2+2H++2e-===H2O2
3H2O+3O2===O3+3H2O2
电解
电解原理
概念
电解池的构成条件
电子、离子的移动
离子放电顺序
电解
电解池
直流电源
两个电极
闭合回路
电解质
电源负极流向阴极，
阳极流向电源正极。
电子
离子
阳离子移向阴极，
阴离子移向阳极。
Ag+>Hg2+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根离子>F-