鲁科版化学选择性必修1 1.3 电解原理及其应用（18张）

(共18张PPT)
电解原理及其应用
第1课时 电解原理
水质电解器骗局
什么是电解？骗局背后的真相是什么？
学习目标
1.通过电解氯化铜溶液的实验，能写出电解池装置的构成要素、电极名称、反应类型、电子离子移动方向、电极方程式，实现宏观、微观、符号的三重表征。——宏观辨识与微观探析
2.通过互换惰性电极电解氯化铜溶液的实验探究，构建并完善电解原理分析模型。——证据推理与模型认知
3.通过对电解饱和食盐水的分析和对水质电解器工作原理的揭秘，实现电解原理分析模型的应用。——科学探究与创新意识
1.溶液中存在哪些电离过程？存在哪些离子？通电前如何运动？
2.通电后离子如何移动？移动至电极表面后，将发生什么反应？
3.预测两极可能出现的实验现象，分析产物的成分。如何设计实验验证产物？
初识电解原理——宏观辨识与微观探析
活动一：石墨电极电解氯化铜溶液
Cu2+ Cl- H+ OH- 无规则运动
分别向两极定向移动，分别发生氧化或还原反应。
Cu Cl2 H2 O2
②连接导线和石墨棒，红导线连接电池正极、黑导线连接电池负极；
③将石墨棒插入溶液中（两石墨电极不要接触）观察试纸和石墨棒的颜色变化；
④断开导线与电源的连接，将蘸有氢氧化钠溶液的棉花放在井穴板上方，不要拆卸实验装置。
⑤记录现象，分析产物，书写电极方程式。
实验步骤——计时3min
①向井穴板中加入一滴管氯化铜溶液，用蒸馏水润湿淀粉碘化钾试纸放在井穴板上方备用；
负极
正极
阴极
阳极
初识电解原理——宏观辨识与微观探析
活动一：石墨电极电解氯化铜溶液
活动二：自主绘制工作原理示意图
【任务1】请依据惰性电极电解氯化铜溶液的实验，绘制电解池工作原理示意图。要求包括以下内容：
1.注明电解池的构成要素、电极名称、反应类型、电极方程式以及总式；
2.注明电子运动方向，阴、阳离子迁移方向。
再探电解原理——宏观辨识与微观探析
电解原理
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
电解质（离子导体）
失e－
得e－
e－
e－
放电
放电
阴阳相吸
阴极：得电子场所
阳极：失电子场所
还原反应
氧化反应
阳离子
阴离子
电解？电解池？
再探电解原理——宏观辨识与微观探析
【任务1】请依据惰性电极电解氯化铜溶液的实验，绘制电解池工作原理示意图。
【任务2】从以下三个方面分析：对比原电池，电解池有什么不同？
电解是强有力的氧化还原手段和储能手段！！
装置构成条件
反应类型
能量转化形式
反应过程
反应体系能量
再探电解原理——宏观辨识与微观探析
【任务3】结合探究实验，深度思考下列问题，构建分析模型。
1.电解氯化铜溶液阳极为什么不是OH-放电，阴极为什么不是H+放电
氧化性：Cu2+ > H+ 还原性：Cl-＞OH－
2.若电解足够长时间，放电离子是否发生变化？离子在哪一极放电？产物？
深化电解原理——证据推理与模型认知
阴极——氧化性强的阳离子先放电；
阳极——还原性强的阴离子先放电。
通电
模型构建
溶液中存在哪些离子？
通电后离子如何移动？
同类离子竞争谁先放电？
根据氧化还原规律判定产物
溶质、溶剂
阴阳相吸
强者先行
深化电解原理——证据推理与模型认知
【任务3】结合探究实验和深度思考的问题，构建分析模型。
符号表征
活动三：石墨电极互换电解氯化铜溶液
【结论】阳极放电顺序：活性电极（除铂、金以外的金属电极材料）＞溶液中的阴离子
深化电解原理——证据推理与模型认知
负极
正极
阴极
阳极
负极
正极
阴极
阳极
【实验】将两石墨棒所接电源电极互换，会有什么现象发生？进行实验。观察黑导线连接石墨棒前后的变化。
互换前：阴极——析出铜单质
互换后：阳极——铜单质消失
阴极？
模型完善构建
溶液中存在哪些离子？
通电后离子如何移动？
同类离子竞争谁先放电？
根据氧化还原规律判定产物
深化电解原理——证据推理与模型认知
通电后哪些离子往阴极移动？
多种阳离子竞争谁先放电？
根据氧化还原规律判定产物
阳极电极材料
惰性阳极
活性阳极
通电后阳极电极放电产物？
【任务1】借助资料卡片的信息，分析问题：
1.若将电解质溶液换为NaCl溶液，仍用石墨电极电解，预测产物并说出你的分析依据。
2.电解质溶液如何变化可以制备金属钠单质？
H2 NaOH Cl2
电解熔融NaCl
深化电解原理——证据推理与模型认知
溶液中存在哪些离子？
通电后离子如何移动？
同类离子竞争谁先放电？
根据氧化还原规律判定产物
惰性阳极
模型应用1
资料卡片：以惰性电极电解为例
阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+> Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
阴离子放电顺序：S2-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞非还原性含氧酸根＞F－
深化电解原理——证据推理与模型认知
模型应用2
通电后哪些离子往阴极移动？
多种阳离子竞争谁先放电？
根据氧化还原规律判定产物
活性阳极
通电后阳极电极放电产物？
【任务2】水质电解器的电极材料是铝棒和铁棒，电解自来水一段时间后看到烧杯中生成大量灰绿色沉淀，一极冒出无色气泡。依据新闻的描述和资料卡片，你能否揭秘骗局？
1.灰绿色沉淀的成分是什么？
2.铁棒作电解池的什么极？判断依据是什么？
3.无色气泡的成分是什么？沉淀是如何生成的？
4.同样是铁棒作阳极，为什么电解纯净水时看不到明显的
沉淀现象？如何验证我们的猜想？
资料卡片
自来水：是经过水厂的净化、消毒后符合相应标准的供人们生活、生产使用的水。其中富含多种矿物元素如Mg2+ Na+ Ca2+ K+以及SO42-、Cl-等。
纯净水：是饮用水经过离子交换法、蒸馏法等方式制得，市场上出售的蒸馏水、太空水均为纯净水，所含离子较少。
本节小结
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
电解质
失e－
得e－
e－
e－
厉害了，我的国!!
黑科技，央企又上新了!海上风力发电，原位电解制氢!
由中国东方电气集团与深圳大学谢和平院士团队联合开展的全球首次海风发电原位直接电解制氢技术在福建兴化湾海上风电场获得成功，实现了人们“一海两用”的美好设想！