鲁科版高中化学选择性必修1第1章化学反应与能量转化1.3.1电解的原理教学课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
第3节 电能转化为化学能—电解
第1课时 电解的原理
第1章 化学反应与能量转化
学习目标
1、能通过对电解熔融氯化钠的探究，了解电解池的构成、工作原理。
2、能分析电解池的两极，能正确书写电极反应式、电解反应式。
3、通过对常见物质的电解产物的分析，归纳出电极放电顺序。
[交流·研讨]
工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。
[现象]
石墨电极：(阳极、和电源正极相连)：有气泡，黄绿色、刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝(Cl2)。
铁电极(阴极、和电源负极相连)：有金属钠析出
实验1：电解熔融的氯化钠
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？
3、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？
4、移到两极表面的Na+、Cl-发生什么变化？
通电前：分析熔融电解质中的离子情况
通电后：（必须通直流电）
Na+移向与电源负极相连的电极(Fe),得到电子变成Na,发生还原反应。 Na+ + e-＝Na
Cl-移向与电源正极相连的电极(C),失去电子变成Cl,结合生成Cl2,发生氧化反应。 2Cl- - 2e-＝Cl2↑
【实验分析】
做无规则运动
阳离子：Na+
阴离子：Cl-
2NaCl 2Na+Cl2↑
通电
总反应式：
一、电解原理
1、电解
使电流通过熔融的电解质或电解质溶液，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2、电解池
利用氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。
3、电解池构成条件
(1)外加直流电源
(2)与电源相连的两个电极
(3)电解质溶液或熔化的电解质
(4)用导线连接形成闭合回路
4．电解池的工作原理
接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
5、电解池的两极
⑴根据连接方式和电极反应性质
阳极：与电源正极相连，发生氧化反应
阴极：与电源负极相连，发生还原反应
⑵根据电极的活泼性
惰性电极：一般不参与电极反应（石墨、金、铂）
活性电极：除金、铂以外的金属作阳极时，发生氧化反应。
6、电极产物的判断，电极反应的书写
电极反应：电极上进行的半反应。
阳极：还原剂-ne- ＝ 氧化产物 氧化反应
阴极：氧化剂+ne-＝还原产物 还原反应
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：
注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒
示例：
电解熔融的氯化钠的电极反应和总反应
实验2：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液
【实验分析】
通电前：分析氯化铜溶液中的离子情况
通电后：（必须通直流电）
分析：Cu2+ 、H+移向阴极，在阴极上 Cu2+得到电子变成Cu，发生还原反应。
Cl- 、OH-移向阳极， 在阳极上Cl-失去电子变成Cl，Cl结合成Cl2，发生氧化反应。
现象：左侧石墨电极（阴极）上有红色物质生成，
右侧石墨电极（阳极）上有黄绿色气体刺激性气味的生成，能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝(Cl2)。
做无规则运动
阳离子：Cu2+ 、H+
阴离子：Cl- 、OH-
电解的电极反应式：
阳极：2Cl- -2e-＝Cl2↑ 氧化反应
阴极：Cu2+ +2e-＝Cu 还原反应
CuCl2 Cu+Cl2↑
通电
电解的总反应式：
2、如何才能正确判断出电解过程中阴阳两极的电极产物？
3、电解过程中，电解质溶液中阴、阳离子得、失电子能力的相对强弱顺序？
思考：
1、阅读课本栏目【交流·研讨】，并分析完成课本问题
7、离子的放电顺序
阳离子得电子顺序 ，
与金属活动顺序相反。即
Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>(H＋)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
阴离子 失电子顺序：
活性电极﹥阴离子。即：
Cu > Hg > Ag (金属)>S2－>I－>Br －>Cl－>OH－> NO3 －>SO4 2－ (含氧酸根离子)。
H2O
H2O
1、分析下图，属于电解池的有
√
√
×
×
×
×
×
×
练习
2.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电解质溶液导电的过程，就是发生是化学变化的过程；
④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生。
①③④
练习
3.下图所示是电解CuCl2溶液的装置，
其中c、d为石墨电极。则下列判断正
确的是（ ）
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
C
练习
4.用石墨棒做阳极、铁棒做阴极电解熔融的氯化钠，下列说法中正确的是（ ）
A.石墨周围有大量的Na＋
B.铁棒质量增加
C.电子通过电解质溶液由石墨棒流向铁棒
D.铁棒电极发生氧化反应
B
练习
5.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。（提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和Al3+的形式存在）
阳极 6O2- - 12e- ＝3O2↑
阴极 4Al3+ + 12e-＝4Al
电极总反应 2Al2O3 4Al+3O2↑
＝
通电
练习
6.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( )
A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
B
练习
7.下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( )
A. HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B. NaOH、CuSO4、H2SO4
C. NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D. NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
C
8.右图所示为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的
装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一
滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
A.逸出气体的体积，a电极小于b电极
B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
D
练习
9.某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是（ ）
C
练习
1、写出以惰性(石墨)电极电解下列溶液的电极反应式和电解方程式。
⑴氯化铜溶液(CuCl2) ⑵氯化氢溶液(HCl)
⑶氯化钠溶液(NaCl) ⑷硫酸铜溶液(CuSO4)
⑸硝酸银溶液(AgNO3) ⑹氢氧化钠溶液(NaOH)
⑺稀硫酸(H2SO4) ⑻硫酸钠溶液(Na2SO4)
2、完成课本第28页1、2。
课下练习