高中化学-电解池教学课件设计

电解原理高中化学人教版选择性必修1第四章第二节（第一课时）

化学组学习目标3：认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用1：认识化学能与电能相互转化的意义及其作用2：了解电解池的工作原理知识回顾2、构成原电池的条件是什么?1、原电池中的能量转化方式是什么？化学能转化成电能(1)电极材料(2)电极反应物(3)电子导体和离子导体形成闭合回路(4)自发进行的氧化还原反应联想质疑

金属钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠,同时放出大量的热:2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=-822.3kJ·mol-1

反之,若以氯化钠为原料制备金属钠,则需要从外界获得能量(如电能)。在生产实践中,人们是如何利用电能,以氯化钠为原料制取金属钠的呢？2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑

通电工业冶炼金属钠的原理电解：将电能转化为化学能的过程电解意义：使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行电能化学能电解池原电池交流研讨1.右图为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠，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。讨论：1.熔融氯化钠中有什么离子？2.接通直流电源后，熔融氯化钠中的离子各向哪个方向移动？2.移动到两个电极表面的离子将分别发生什么变化？电解熔融氯化钠--2Cl--2e-=Cl22Na++2e-=2Na阳极：氧化反应阴极：还原反应总反应：2NaCl===2Na+Cl2↑电解讨论：1.熔融氯化钠中有什么离子？2.接通直流电源后，熔融氯化钠中的离子各向哪个方向移动？2.移动到两个电极表面的离子将分别发生什么变化？观察思考1.1.观察电解氯化铜溶液的实验，记录实验现象.2.通电前氯化铜溶液中含有哪些离子，如何运动？3.通电后离子如何运动？4.根据实验现象分析，在电极上放电的离子分别是什么离子？水的电离水是一种极弱的电解质，水分子能电离出极少量的H+和OH-。水的电离过程达到平衡状态时可以表示为：H2O

H++OH-，当H+或OH-的浓度改变时，该平衡会发生移动。实验现象和结论现象结论碳棒上有一层红色的物质析出有气泡，湿润KI-淀粉试纸变蓝，气体有刺激性气味阴极阳极阴极阴极Cu2+移向阴极，在阴极得电子发生还原反应2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=2CuCl-移向阳极，在阳极失电子发生氧化反应阴极阳极氯气铜CuCl2溶液Cu2+H+Cl-OH-

CuCl2Cu+Cl2

↑电解溶液中氢离子和氢氧根离子定向移动吗？为什么它们没有放电？思考氧化性：Cu2+

＞H+

还原性：Cl-＞OH-

归纳总结一.电解的原理1.电解将直流电通过电解质溶液(或熔融电解质）而在阴极阳极引起氧化还原反应的过程。2.电解池将电能转化为化学能的装置。（也称电解槽）3.电解池构成直流电源固体电极材料电解质溶液或熔融电解质阳极阴极发生氧化反应发生还原反应4.电极反应式阳极：失电子发生氧化反应2Cl--2e-=Cl2阴极：得电子发生还原反应Cu2++2e-=2Cu总反应：电解

CuCl2Cu+Cl2

↑5.电解池的工作原理电源负极正极阴极阳极电子流出电子流入离子导体阳离子阴离子电极移向移向得电子，还原反应失电子，氧化反应阳离子阴离子交流研讨2.对比原电池和电解池，请分析：1.原电池和电解池在工作原理上有何异同？2.原电池和电解池在装置构成上有何异同？异同原电池电解池工作原理不同相同装置构成不同相同自发进行的氧化还原反应化学能转化为电能使难以发生的氧化还原反应发生电能转化为化学电能两电极上分别发生氧化和还原反应无电源有直流电源电极反应物、电极材料、离子导体和电子导体实验探究1.电解硫酸钠溶液实验用品：6V化学电源两支铅笔饱和硫酸钠溶液培养皿滤纸导线酚酞试液1.观察电解硫酸钠溶液的实验，记录实验现象2.通电前硫酸钠溶液中含有哪些离子，如何运动？3.通电后离子如何运动？4.根据实验现象分析，在电极上放电的离子分别是什么离子？写出电极反应式。实验探究1.1.观察电解滴有酚酞硫酸钠溶液的实验，记录实验现象2.通电前硫酸钠溶液中含有哪些离子，如何运动？3.通电后离子如何运动？4.根据实验现象分析，在电极上放电的离子分别是什么离子？写出电极反应式。实验探究1.酚酞实验现象和结论现象结论阴极阳极阴极阳极Cu2+H+Cl-OH-溶液中钠离子和硫酸根离子定向移动吗？为什么它们没有放电？思考实质电解水氧化性：还原性：电解氯化钠溶液实验用品：6V化学电源两支铅笔饱和NaCl溶液培养皿滤纸导线pH试纸实验探究2.1.观察电解氯化钠溶液的实验，记录实验现象2.通电前氯化钠溶液中含有哪些离子，如何运动？3.通电后离子如何运动？4.根据实验现象分析，在电极上放电的离子分别是什么离子？写出电极反应式。实验探究2.阳极阴极氯气氢气NaCl溶液

实验探究2.溶液中钠离子和氢氧根离子定向移动吗？为什么它们没有放电？思考氧化性：还原性：阴极放电顺序（阳离子得电子能力）阳极放电顺序（阴离子失电子能力）活性金属电极>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非还原性含氧酸根>F-非还原性含氧酸根、F-在水溶液中不放电Al3+~K+水溶液中不放电，熔融状态放电Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（浓度大）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（浓度小）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+离子的放电顺序阳极阴极氧气铜阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-=CuCuSO4溶液2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4电解1.用石墨做电极，电解CuSO4溶液,分析两极反应现象，写出电极反应式迁移应用电解CuSO4溶液，溶液中Cu2+离子放电，水电离出的OH-放电。迁移应用阳极CuCu阴极电极逐渐溶解，溶液逐渐变蓝氢气H2SO4溶液2.用铜做电极，电解H2SO4溶液,分析两极反应现象，写出电极反应式阳极:Cu

-2e-=Cu2+阴极:2H++2e-=H2↑Cu+

H2SO4

H2↑

+CuSO4电解阳极材料为金属（除铂、金等惰性金属）时，通常金属阳极材料优先失去电子。阳极材料为石墨时，电解质溶液中的阴离子失去电子，阴离子失电子能力越强越先放电。

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2

、HCl阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+电解规律（惰性电极）Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH

1．用石墨电极电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是（）。

A．HClB．NaOHC．Na2SO4D．NaCl

C当堂巩固2、下图所示装置中a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法正确的是()A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．CuSO4溶液的PH值不变a

•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC