资源简介

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化学反应与能量转化
第一章
1.3电能转化为化学能——电解
章节脉络
电解原理的应用
电解的原理
第一章
化学反应与能量转化
1.2化学能转化为电能——电池
1.1化学反应的热效应
1.3电能转化为化学能——电解
1.4金属的腐蚀与防护
电解的原理
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
从宏观现象识别电解过程，理解电能转化为化学能的本质；从微观层面分析电子转移、离子迁移规律，建立微观认知模型，解释电解现象的本质原因。
2. 证据推理与模型认知
通过电解实验现象推理电极反应类型，构建电解池工作模型；能运用离子放电顺序等证据，预测不同体系电解产物并书写电极反应式。
3. 科学探究与创新意识
针对电解效率、产物纯度等问题，设计优化实验（；结合电解原理，提出新型电解技术的创新思路，培养实践能力。
学习重难点
重点：
1. 掌握电解池的构成要素，能准确判断阴、阳极，明确与电源正负极的连接关系。
2. 理解电解过程中电子流向、离子迁移规律，掌握阳极氧化、阴极还原的反应本质。
难点：
1. 熟练书写常见电解质溶液或熔融态下的电极反应式与总反应式，熟悉离子放电顺序。
课前导入
金属钠在氯气中燃烧
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：
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，以氯化钠为原料制得金属钠的呢？
电解的原理
PART 01
电解的原理
+ -
熔融氯化钠
石墨电极
铁电极
电解熔融氯化钠的装置示意图
图中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. 接通直流电源后，熔融氯化钠中的 Na+ 和 Cl- 各向哪个方向移动？
2. 移动到两个电极表面的 Na+ 和 Cl- 将分别发生什么变化？
电解的原理
电解熔融氯化钠实验
实验现象：通电后，石墨片周围有气泡产生，铁片上生成银白色金属。
实验分析
①通电前：熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－、这些微粒做无规则(或自由)运动。
②通电后离子移动方向：Na＋移向铁电极，Cl－移向石墨电极。
e-
e-
阴极
阳极
Na+
Cl-
③电极上发生的反应：
铁电极：2Na＋＋2e－ === 2Na，发生还原反应；
石墨电极：2Cl－－2e－ === Cl2↑，发生氧化反应。
2NaCl === 2Na + Cl2↑
电解
总反应式：
实验结论
熔融NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。
电解的原理
基本概念
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。
电解池
①定义：将电能转化为化学能的装置。
②构成条件：直流电源、电极反应物、电极材料、离子导体、
电子导体。
电解的原理
电极
阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)；
阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。
电极反应
在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。
电解的原理
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。
直流电源
－
＋
e－
e－
阳极
阴极
氧化反应
还原反应
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
电子导体
电极
离子导体
电极反应
电化学体系
电解的原理
原电池和电解池的比较
比较 原电池 电解池
定义 将____________________的装置 将___________________的装置
能量转化 ___________________ ________________
装置特征 无电源 有电源，两极材料可同可不同
化学能转化为电能
电能转化为化学能
化学能→电能
电能→化学能
电解的原理
形成条件 ①自发的氧化还原反应 ②电极和电极反应物 ③离子导体 ④形成闭合回路 ①两电极连接直流电源
②电极插入离子导体
③形成闭合回路
电极名称 负极： 的电极； 正极： 的电极 阳极：与电源 相连的电极；
阴极：与电源 相连的电极
电子流出
电子流入
正极
负极
原电池和电解池的比较
电解的原理
电极反应类型 负极：氧化反应； 正极：还原反应 阳极：氧化反应；
阴极：还原反应
电子流向 负极→正极 电源负极→阴极
阳极→电源正极
离子的移动方向 阳离子向正极移动； 阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动；
阴离子向阳极移动
电池反应 都是氧化还原反应 原电池和电解池的比较
电解的原理
电解池中电极反应式的书写
PART 02
电解池中电极反应式的书写
判断电解池的阴、阳极，与直流电源负极相连的为阴极，与直流电源正极相连的为阳极
一判
二看
看清电解池的阳极材料是惰性电极还是活性电极（除Au、Pt外的金属为活性电极）
三写
阳极
阴极
活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子
惰性电极：阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物
阴离子放电顺序：
阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物
阳离子放电顺序：
步骤
电解池中电极反应式的书写
(1)书写电解池中电极反应式时，强电解质以实际放电的离子表示，弱电解质写成化学式。
(2)电极反应式的书写首先根据题干要求及信息写出反应物和反应产物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
(3)酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋。
(4)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“通电”。
关键点
课堂小结
电解的原理
电解的原理
电解池中电极反应式的书写
电解熔融氯化钠实验
电解的基本概念
电解池
原电池和电解池的比较
步骤
关键点
随堂训练
A
随堂训练
C
随堂训练
D
随堂训练
C
随堂训练
D
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