1.3.1 电能转换为化学能-电解 第1课时 名师课件

第一章第三节

电能转化为化学能-电解（1）

高二年级化学一、电解原理初探ΔH

＝＋285.8kJ·mol-1

生成物H2(g)＋1/2O2(g)【资料】水常温下很难分解。即使在2500K高温下，分解率也不足25%。一、电解原理初探资料电解水实验原理示意图一、电解原理初探【实验目的】探究用惰性（石墨）电极电解水的反应【实验方案】阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连H2O2直流电源实验现象实验结论阴极上生成气体体积为20mL阳极上生成气体体积为10mL阳极上生成的气体能使带火星的木条复燃阳极产生了氧气阴极上生成的气体能点燃阴极产生了氢气一、电解原理初探阴阳两极气体体积比为2:1一、电解原理初探纯水中有哪些微粒？这些微粒是怎样产生的？OH图例H2OH＋＋OH－一、电解原理初探纯水中的微粒如何运动？OH图例H2OH＋＋OH－－＋一、电解原理初探接通电源后，微粒是怎样运动的？OH图例H2OH＋＋OH－－＋一、电解原理初探接通电源后，微粒如何发生变化？OH图例H2OH＋＋OH－e－e－一、电解原理初探怎样用化学用语描述该过程？OH图例－＋H2OH＋＋OH－e－e－一、电解原理初探阴极（还原反应）：阳极（氧化反应）：2H＋＋2e－＝H2↑2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋H2OH＋＋OH－一、电解原理初探阴极（还原反应）：阳极（氧化反应）：4H＋＋4e－＝2H2↑4H2O＋4e－

＝2H2↑＋4OH－OH－＝O2↑－4e－4＋2H2O2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋电解2H2O2H2↑＋O2↑总反应：CuCl2溶液中的微粒如何放电？

一、电解原理初探石墨电极石墨电极CuCl2溶液一、电解原理初探资料倍速【实验目的】【实验原理】探究电解CuCl2溶液的原理石墨电极石墨电极一、电解原理初探CuCl2溶液实验现象实验结论阳极有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝阳极产生了氯气阴极逐渐覆盖了一层红色物质，溶液颜色变浅阴极析出金属铜一、电解原理初探一、电解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中存在哪些微粒？这些微粒是怎样产生的？H2OH2O一、电解原理初探确定微粒种类CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－H2OH＋＋OH－Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H2OH2O一、电解原理初探Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－CuCl2溶液中的微粒如何运动？一、电解原理初探接通电源后，微粒是怎样运动的？Cu2＋Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－一、电解原理初探确定微粒移动方向Cl－OH－阳极Cu2＋H＋阴极Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋一、电解原理初探接通电源后，微粒如何发生变化？Cu2＋Cl－OH－Cu2＋Cl－Cl－Cl－H3O＋e－e－e－e－一、电解原理初探确定放电微粒Cl－OH－阳极Cu2＋H＋阴极√√Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2CuCu2＋Cl－Cl－e－e－e－e－一、电解原理初探阴极：Cu2＋>H＋阳极：Cl－>OH－放电顺序：放电：离子到达电极，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程。一、电解原理初探怎样用化学用语描述该过程？Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、电解原理初探写出电极反应式和总反应阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑电解总反应：Cl－H3O＋OH－Cu2＋Cl－Cl2Cue－e－一、电解原理初探通过上述分析，你对电解原理有何认识?一、电解原理初探电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。电解法是最强有力的氧化还原手段，借助电解法可以使非自发的氧化还原反应进行。一、电解原理初探失电子场所（阳极材料）电子导体（导线）离子导体（电解质）得电子场所（阴极材料）装置维度石墨电极石墨电极CuCl2溶液石墨电极H2O阳极阳极阴极阴极一、电解原理初探原理维度现象过程电极反应物电极产物失电子场所（阳极材料）电子导体（导线）离子导体（电解质）得电子场所（阴极材料）2Cl－失2e－Cl2Cu2＋得2e－Cu装置维度一、电解原理初探原理维度现象过程电极反应物电极产物失电子场所（阳极材料）电子导体（导线）离子导体（电解质）得电子场所（阴极材料）4OH－失4e－ O24H＋得4e－2H2装置维度一、电解原理初探原理维度现象过程电极反应物电极产物失电子场所（阳极材料）电子导体（导线）离子导体（电解质）得电子场所（阴极材料）还原剂失e－氧化产物氧化剂得e－还原产物装置维度阴离子阳离子－＋e－e－一、电解原理初探结合上述分析总结电解池问题的一般思路。一、电解原理初探电解池分析思路确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应阴极：阳离子的放电顺序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋阳极：阴离子的放电顺序：Cl－＞OH－＞SO2－4二、应用电解原理任务1：请分析以石墨为电极,电解CuSO4溶液的产物。二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应溶质：CuSO4＝Cu2＋＋SO2－4以石墨为电极电解CuSO4溶液H2OH＋＋OH－溶剂：二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应OH－阳极H＋阴极√以石墨为电极电解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO放电顺序：Cu2＋＞H＋OH－＞SO2－4√二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－

＝4H＋＋O2↑总反应：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋电解以石墨为电极电解CuSO4溶液二、应用电解原理思考1：若以铜代替石墨为阴极，电解CuSO4溶液的产物是否发生变化？二、应用电解原理石墨电极CuCuSO4溶液得电子场所（阴极材料）阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O或：2H2O－4e－＝4H＋＋O2↑总反应：2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋电解以铜为阴极石墨为阳极电解CuSO4溶液二、应用电解原理思考2：若将阳极材料也替换为铜，电解CuSO4溶液的产物有无变化？二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应OH－Cu阳极H＋Cu阴极√√以Cu为电极电解CuSO4溶液Cu2＋2－4SO阳极放电顺序：金属＞

Cl－＞

OH－＞SO2－4(除Pt、Au外)二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu阳极：Cu－2e－＝Cu2＋以Cu为阳极电解CuSO4溶液二、应用电解原理CuCuSO4溶液阴极材料（得电子场所）Cu阳极材料（失电子场所）（阳极反应物）原理维度现象过程电极反应物电极产物失电子场所（阳极材料）电子导体（导线）离子导体（电解质）得电子场所（阴极材料）还原剂失e－氧化产物氧化剂得e－还原产物装置维度阴离子阳离子－＋e－e－二、应用电解原理CuCl2溶液二、应用电解原理任务2：重新认识电解质溶液导电性实验。电极材料：石墨低压直流电源电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。二、应用电解原理思考：怎样增强水的导电性且不改变两极上的电极反应？请设计实验。二、应用电解原理阴极放电顺序：Ag＋﹥Cu2＋﹥H＋﹥Na＋阳极放电顺序：金属(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4电解：Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液阳极材料：石墨等惰性电极任务3：设计实验，实现反应Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑二、应用电解原理二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应氧化还原反应Cu＋H2SO4＝CuSO4＋H2↑氧化反应Cu－2e－＝Cu2＋还原反应2H＋＋2e－＝H2↑阴极反应阳极反应二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应阳极反应Cu－2e－＝Cu2＋阳极材料：Cu阳极：阴离子的放电顺序：金属(除Pt、Au外)＞Cl－＞OH－＞SO2－4二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应阴极反应2H＋＋2e－＝H2↑阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞

Cu2＋＞H＋＞Na＋电解质溶液：稀H2SO4溶液阳极材料：Cu阴极材料：石墨(或Cu等)稀H2SO4溶液二、应用电解原理Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑电解二、应用电解原理任务4：如图所示装置中，两玻璃管与水槽连通，盛满滴有酚酞的NaCl饱和溶液，电极材料为多孔石墨电极。断开K2，接通K1后，石墨电极b附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后，断开K1，接通K2，电流表的指针发生偏转,请分析原因。分析电解池装置工作原理二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应NaCl＝Na＋＋Cl－石墨电极电解NaCl溶液H2OH＋＋OH－二、应用电解原理确定微粒种类及移动方向根据放电顺序确定放电微粒写出电极反应式和总反应OH－阳