2022年高中化学选修4电解工作原理的应用(29张)

2022年高中化学选修4电解工作原理的应用（29张）未来人类居住的智能化房屋中国天宫一号空间站张掖滨河新区的路灯工作原理电能化学能电能化学能电解池（电解槽）原电池装置X装置X

实例被电解物质

电解产物

化学方程式电解水水H2、O2电解食盐水H2O、NaClNaOH、H2、

Cl2电解熔融氯化钠NaClNa、Cl2电解熔融氧化铝Al2O3Al、O22H2O==2H2￪

+O2￪通电2NaCl+2H2O==2NaOH+H2￪

+

Cl2￪通电2NaCl==2Na+

Cl2￪通电2Al2O3==4Al+3O2￪通电活动一:回顾已经学过的电解反应1.我们以前已经学过哪些电解反应？2.这些反应有什么共同特点？

回忆初中电解水实验，探讨电解池的构成条件？电解过程中的氢气和氧气时怎么产生的？正氧负氢阳极：与电源正极相连的电极阴极：与电源负极相连的电极电解原理实验探究一：

电解CuCl2溶液实验探究一以石墨为电极，接通直流电源，电解CuCl2溶液，观察A、B两极表面的现象。BA所连电源电极电极名称现象产物AB正极阳极负极阴极有气泡产生，能使湿润淀粉KI试纸变蓝红色物质析出CuCl2（一）、电解原理1、电解的定义：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2、电解池（电解槽）：电能转化为化学能的装置。（1）构成电解池的条件①直流电源②两个电极③电解质溶液或熔融电解质④闭合回路（2）电极名称①阳极：与电源正极相连的一极，发生氧化反应②阴极：与电源负极相连的一极，发生还原反应三、电解池的工作原理及应用装置类别电解池原电池电极名称

极(与电源正极相连)

极(与电源负极相连)

极(电子流出的电极)______极(电子流入的电极)电极反应类型能量转变___能转变为

能_______能转变为

能反应能否自发进行构成条件电阳阴氧化反应还原反应化学不能自发氧化反应还原反应电能自发负正化学①两个电极②电解质溶液或熔融电解质③闭合回路④直流电源①活泼性不同的两个电极②电解质溶液③闭合回路④自发进行的氧化还原反应【对比小结】1.下列关于电解池的叙述中不正确的是（）A．阴离子往阳极定向移动B．在电解池的阳极发生氧化反应C．与电源正极相连的是电解池的阴极D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极【随堂练习】C2.分析下图，哪个是原电池？哪个是电解池？①③⑤⑥⑦【随堂练习】1.阴阳两电极上分别得到什么产物？2.你能写出两极上的电极反应式吗？它们分别发生什么反应？3.你是怎样判断电解池的阴阳极的？电子的流动方向如何？4.请分析CuCl2溶液中含有哪些离子？通电前这些离子怎样运动？通电后，在直流电的作用下又作什么运动？交流与讨论阴极上有红色铜析出，阳极上产生氯气阴极：Cu2++2e-=Cu还原反应阳极：2Cl--2e-=Cl2

氧化反应Cl-Cl-Cl-Cl-Cu2+K断开Cu2+Cu2+Cl-Cl-石墨棒A石墨棒BCuCl2溶液＋Cl2Cu2+Cl-Cl-K闭合Cl2Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl2e-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨棒BCuCl2溶液石墨棒Ae-＋I我被氧化了吗？我被还原了吗？I分析：①通电前：②通电后：Cu2+，H+移向阴极，Cu2+得到电子，

Cl－

OH－移向阳极，Cl－失去电子；③电极反应：阳极：2Cl－－2e－

=Cl2↑（氧化反应）阴极：Cu2+

＋2e－

=Cu（还原反应）总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑通电Ⅰ通电前－＋阴极阳极Ⅱ通电后CuCl2＝Cu2++2Cl－

H2OH++OH－

1.阴阳两电极上分别得到什么产物？2.你能写出两极上的电极反应式吗？它们分别发生什么反应？3.你是怎样判断电解池的阴阳极的？电子的流动方向如何？4.请分析CuCl2溶液中含有哪些离子？通电前这些离子怎样运动？通电后，在直流电的作用下又作什么运动？交流与讨论阴极上有红色铜析出，阳极上产生氯气阴极：Cu2++2e-=Cu还原反应阳极：2Cl--2e-=Cl2

氧化反应Cu2+、Cl-、H+、OH-

通电前：离子自由移动与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极电子：电源负极流向阴极，阳极流向电源正极通电后：Cu2+、H+向阴极，

Cl-、OH-向阳极思考：为什么Cu2+、H+都为可以得电子，而最后得电子的却是Cu2+？而同理Cl-、OH-都可以失电子，而最后失电子却是Cl-？阴极：得电子，发生还原反应，离子氧化性越强，反应越容易。常见阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+阳极：失电子，发生氧化反应，离子还原性越强，反应越容易。①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-②当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优先放电。3、电解池（电解质溶液）阴阳极离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+S2->I->Br->Cl->OH-分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子电解原理实验探究二：

电解食盐水电解NaCl溶液：（Na+、Cl-、H+、OH-)阳极：2Cl--2e-=Cl2

阴极：2H2O+2e-=H2+2OH-(2H++2e-=H2

)

总反应式：2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH

通电2Cl-+2H2O=H2+Cl2+2OH-

通电注意：电池反应不能写成2H++2Cl-==H2+Cl2通电2NaCl+2H2O=Cl2+H2+2NaOH

通电阴极产物阳极产物Cl–在阳极失电子生成Cl2，OH-进入阳极区会与Cl2反应，既减少Cl2的产量，又会生成NaClO,使产品不纯且干扰电解。在工业生产中是采用会么方法将产品中的Cl2和NaOH分隔开？思考：（二）、电解原理的应用1、用阳离子交换膜电解槽进行氯碱工业生产阳离子交换膜的作用：只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过想一想：

若以铜为阳极,铁为阴极,电解

氯化铜溶液，情况又如何？阳极：Cu–2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu2、电镀定义利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。装置(以铜上镀银为例)结果：“一多一少一不变”阴极——待镀金属或镀件

阳极——镀层金属电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极：2Ag—2e-=2Ag+阴极：2Ag++2e-=2AgAgCuAgNO3【铜上镀锌？】一般火法炼铜得到的粗铜远不能满足电器工业的要求。铜的电解精炼，以硫酸铜为电解质溶液，与电源正极相连的电极是粗铜板，里面含有少量的锌、铁、金、银杂质；与电源负极相连的是薄的纯铜片，溶液中的铜离子结合电子形成铜析出。电解消耗电能，得到纯度大于99.9%的电解铜。粗铜纯铜CuSO4溶液3、铜的电解精炼：粗铜

含杂质(ZnFeNiAgAu等)阳极：