资源简介

电解的原理
第1章 化学反应与能量转化
学习目标
01
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。（宏观辨识与微观探析）
02
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。（证据推理与模型认知）
03
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。（科学探究与创新意识）
电解是将电能转化为化学能的过程。
1800年，英国的尼科尔逊和卡里斯尔获得电解水的成功。
1807年，英国化学家戴维铂用电极电解熔融的氢氧化钾发现了钾元素，随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡等元素。
一、电解的原理
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？
一、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-
一、电解的原理
电解熔融氯化钠实验
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。
一、电解的原理
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。
一、电解的原理
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
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)
1.下列关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 （ ）
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
C
课堂练习
归纳提升
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
原电池和电解池的比较
归纳提升
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
归纳提升
原电池和电解池的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}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
一、电解的原理
一、电解的原理
【实验现象】
与正极相连的电极
与负极相连的电极
现象
判断产物
反应方程式
氯气
铜
产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体
有红色物质出现
CuCl2 === Cu + Cl2↑
通电
一、电解的原理
问：未通电前CuCl2溶液中含有哪些离子？
Cu2+ Cl- H+ OH-
问：在接通电源前后，CuCl2溶液中含有的离子如何运动？
无规则的自由移动
定向移动
石墨做电极电解CuCl2溶液时，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+？

水的电离
H2O? H+ +?OH-
二、离子放电顺序
(1)阳极放电顺序
失电子—氧化反应
①活性金属电极(除Pt、Au外)：
②惰性电极(Pt、Au、石墨)：
金属电极优先失电子
阴离子失电子
问：金属单质与非金属阴离子失电子谁强？
S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子
二、离子放电顺序
(2)阴极放电顺序
得电子—还原反应
阴极电极本身不参与反应
越活泼的金属，其阳离子越难得到电子
Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+(酸)>Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)>Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
问：电极能得电子发生还原反应吗？
二、离子放电顺序
①水溶液中，K+、Na+、Mg2+、AI3+等离子不可能在阴极放电，即用电解相应水溶液的方法不可能得到K、Na、Mg、Al等活泼金属。
②电解池的阴极不管是惰性电极(Pt、石墨)还是活性电极，都是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。
③若阴极为H+放电，则阴极区c(OH-)增大;若阳极为OH-放电，则阳极区c(H+)增大;若阴极为H+放电，同时阳极为OH -放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。
④电解质溶液恢复原状的方法:少什么加什么，少多少加多少。
2.现用Pt作电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是 （ ）
A．电解开始时阴极有H2放出
B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－══ Cu
C．当电路中通过电子的物质的量超过0.1 mol时，
此时阴极放电的离子发生了变化
D．整个电解过程中， ????????42?不参与电极反应
?
D
课堂练习
3.若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，写出甲乙丙各池电极反应式及总反应式
阳极
阴极
阴极
阴极
阳极
阳极
课堂练习
三、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：

展开更多......

收起↑