高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解图文ppt课件

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解图文ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了非自发的氧化还原反应，电解的原理，Cl－，运动无序，总反应式，直流电源，固体电极材料，电子导体，离子导体，电极反应等内容，欢迎下载使用。

1.通过对熔融氯化钠电解体系的分析，掌握电解、电解池概念，并能够正确地判断电解池的阴极和阳极；2.学会判断电解的产物和书写电解的电极反应式和总反应式；3.通过对电解池与原电池的比较，建立电池与电解相统一的电化学认识模型。
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)ΔH=－822.3kJ·ml-1
能以氯化钠为原料制备金属钠吗？
1.通电前，熔融氯化钠中有哪些离子？ 这些离子如何运动？
2.通电后，外电路的电子流向如何？
3.通电后，熔融氯化钠中离子如何运动？
4.通电后，离子在电极表面发生什么变化？
Na+ 、 Cl－ 发生定向移动
2Na+ + 2e－===2Na
2Cl－－2e－===Cl2↑
1.电解：将直流电通过熔融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：将电能转化为化学能的装置。
电解质溶液或熔融电解质
请绘制反应电解池工作原理的电解图，并从工作原理和装置构成上分析原电池和电解池的异同。
电极反应物、电极材料、离子导体和电子导体
电源负极→阴极；阳极→电源正极。
阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。
阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。
[原电池和电解池的比较]
二、电解原理的应用——电解饱和食盐水
1.饱和食盐水中可能存在哪些离子？
Na+、Cl- 、水电离出的H+和OH-
Na+、水电离出的H+移向阴极
Cl-、水电离出的OH-移向阳极
2.在电场中离子的移动方向如何？
3.在两极上可能发生的电极反应是什么？
2H++2e－===H2↑
4OH－－4e－===O2+2H2O
阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞，溶液变红，点燃气体后，有爆鸣声。
阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
[实验]电解饱和食盐水
阳极：2Cl－-2e－===Cl2↑
阴极：2H++2e－===H2↑
得电子能力：H+>Na+
失电子能力：Cl－>OH－
电解食盐水可以得到三种重要的化工产品——氯气、氢气和烧碱。
工业电解食盐水制备烧碱
离子交换膜是一类高分子膜，它能选择性地使物质通过。阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子则不能通过。
Na＋不断从阳极区进入阴极区，而阴极区产生的OH－只能留在阴极区，可以得到浓度较高的NaOH溶液。
防止H2、Cl2混合发生爆炸。
避免Cl2与NaOH反应，影响NaOH的产量。
离子在电极表面得到或失去电子的过程也叫作“放电”。当电解质溶液中存在多种阳离子或阴离子时，离子在电极上放电的顺序是存在某种规律的。
（1）阴极放电顺序（氧化性）
Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
①Al3+~ K+水溶液中不放电，熔融状态放电。
②离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电极材料等有关，以上仅是一般规律。
Ag+>Hg2+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ >Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞非还原性含氧酸根>F-
[例1]如图所示，烧杯内盛有100 mL的溶液，按要求回答下列问题：
(1)若所盛溶液为CuSO4溶液，则B极为______极，A极的电极反应式为________________________。若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为________________。
4OH－－4e－=O2↑+2H2O
2Cl－-2e－===Cl2↑
（用惰性电极电解某电解质的水溶液）
【思考】请写出电解CuCl2、NaOH、NaCl、CuSO4溶液的电极反应式 和电解池总反应方程式
阴极：Cu2++2e－===Cu
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞其它
S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞ OH－ ＞非还原性含氧酸根
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电。
水电离出的H+、OH－分别在两极放电。
阴极：2H2O+2e－===H2↑+2OH－
①放氢生碱型：电解质电离的阴离子在阳极放电，水电离的阳离子在阴极放电。
2.电解电解质+水型：
电解质电离的阳离子在阴极放电，水电离的阴离子在阳极放电。
Ⅱ.通电片刻后，若使电解液恢复至原来的体积和浓度，应往其中 添加适量的什么物质？
根据总反应式，加入CuO。 H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
Ⅰ.给CuSO4溶液通电，电解液的pH如何变化？
总反应：2CuSO4 +2H2O===2Cu+2H2SO4+O2↑
①首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。②再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。③电解水溶液时，注意放电顺序中H+、OH－之后的离子一般不参与放电反应。
看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应
2.电解化学方程式的书写
反应条件必须标明“电解”。仅是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。 如电解CuCl2溶液：仅有水被电离，只写水及电解产物即可。 如电解NaOH溶液：电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。 如电解NaCl溶液：
(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。(　　)(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。(　　)(3)电解池工作时,阳极发生还原反应,失去电子。(　　)(4)电解池工作时,阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。(　　)(5)电解AgNO3溶液时,Ag+移向阳极, 移向阴极。(　　)
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
2.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是(　　)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
电流从电源的正极流出,故a为正极,b为负极,c为阳极,d为阴极。电解时,因Cu2+移向阴极,在阴极放电析出Cu,故阴极(d电极)质量增加;Cl-移向阳极,在阳极(c电极)放电逸出Cl2,导致溶液中Cl-浓度降低。
3.如图所示，a、b为石墨电极，通电一段时间后，b极附近显红色。下列说法不正确的是(　　) A．b电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑ B．a电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑C．铜电极反应式为：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．铁电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu
4.如图是利用直流电源电解稀Na2SO4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电极的小于b电极的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
判断电解后溶液中生成酸或碱的方法(1)若电解产物只有H2而无O2,则阴极周围生成碱。(2)若电解产物只有O2而无H2,则阳极周围生成酸。(3)若电解产物既有O2又有H2,且二者物质的量之比为1∶2,则实质是电解水,电解过程中阳极生成酸,阴极生成碱,最终溶液中还是原溶质。
5.下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是(　　)A.X是负极,Y是正极B.Pt是阴极,Cu是阳极C.CuSO4溶液的pH逐渐减小D.CuSO4溶液的pH不变
6.按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是(　　)A.F表示反应生成Cu的物质的量B.E表示反应实际消耗H2O的物质的量C.E表示反应生成O2的物质的量D.F表示反应生成H2SO4的物质的量
7.用石墨电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质),能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)A.AgNO3[AgNO3]B.NaOH[H2O]C.KCl[KCl]D.CuSO4[Cu(NO3)2]
(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时，阳极反应式为　　　　　　　　　　　　　，阴极反应式为　　　　　　　　　，电解反应式为　　　　　　　　　 。 (2)X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时，阳极反应式为　　　　　　　　，阴极反应式为　　　　　　　　　。
4OH－－4e－＝ 2H2O+O2↑
4Ag++4e－＝4Ag
Cu－2e－＝Cu2+
Cu2++2e－＝Cu
8.书写下列电极反应式和电解反应的化学方程式。