4.2.1 电解池的工作原理（课件）-【基于真实情景的同步教学】2024-2025学年高二化学同步课件与检测（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 第1课时 电解池的工作原理 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 知识与技能 了解电解池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式，初步了解溶液中微粒放电顺序。 过程与方法 情感态度与价值观 学会在思考分析过程中相互讨论,相互启发，体会到合作交流的重要性。通过电解在生产、生活中的应用实例，感受化学学科的实际应用价值。 利用惰性电极电解水和氯化铜的实验，探究电解原理。通过观察、实验、阅读资料获取信息，运用科学方法对信息进行加工，提高科学探究能力。 1 2 3 学习目标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 2 教学引入：电解水实验 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 电解池的工作原理 01 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 阳极 （与电源正极相接） 阴极 （与电源正极相接） 结论 产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 逐渐覆盖了一层红色物质 CuCl2溶液在通电下生成了 Cu 和 Cl2 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 实验分析：通电前后离子的移动 通电前 阳离子： 。 阴离子： 。 离子做 运动。 H+、Cu2+ OH-、Cl- 无规则 通电后 离子做 运动。 阳离子： 。 阴离子： 。 定向 移向阴极 移向阳极 点击 通电 按钮控制 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 向阴极迁移 向阳极迁移 Cu2+ ＞ H+ 放电顺序 还原反应 氧化反应 放电顺序 Cl- ＞ OH- 2Cl- - 2e- = Cl2↑ Cu2+ + 2e- = Cu 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 1.电解：使直流电通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极 引起氧化还原反应的过程，叫做电解。 2.电解池：借助于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，叫做电解池或电解槽。 3.放电：当离子到达电极时，失去/获得电子，发生氧化/还原反应的过程 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 与外电源负极相连的电极， 电子， 发生 反应。 1.1 电解池的工作原理 4.电解池的构成条件： 电解池 基本组成： 两个电极、电解质溶液、 外接直流电源。 电极 阳极: 阴极: 失 氧化 得 还原 与外电源正极相连的电极， 电子， 发生 反应。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电解池的工作原理 5.几种流向问题： (1)电流： 电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极 (2)电子流向：电源 极 → 电解池 极；电解池 极 → 电源 极 负 正 阴 阳 (3)离子： 阳离子 → 电解池 极； 阴离子 → 电解池 极 阳 阴 阴阳相吸 e- 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.右图是电解CuCl2溶液装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是（ ） A．a为负极、b为正极 B．c为阴极、d为阳极 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 课堂检测 C 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.2 电解池电极反应规律（阳氧阴还） 1.阳极（与电源正极相连）： ①电极本身不参加反应。 ②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。 发生氧化反应 2.阴极（与电源负极相连）： ①若为金属（非惰性）电极，电极失电子。 ②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子。 发生还原反应 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.阴极放电顺序：阳离子得电子能力 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+ 酸电离， 浓度较大 1.3 放电顺序 越不活泼的金属，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。 越活泼的金属，其阳离子氧化性越弱，越难结合电子； 水电离， 浓度较小 水溶液中不放电，熔融态放电 溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，与电极材料无关。氧化性强的离子先得电子。 Fe3+得电子能力比Cu2+强，但第一阶段Fe3+只被还原为Fe2+ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.3 放电顺序 2.阳极放电顺序：还原性强的离子先失电子。 金属(除Pt、Au外) > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >NO3－>SO42－>F－ 金属失电子，发生氧化反应 仅溶液中的阴离子放电 (只传递电子本身不失电子) 水溶液中不放电 活性电极： 惰性电极(Pt、Au、C等)： 阳极 根据电极本身是否参与反应 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.4 电极反应式的书写 1.判断电极材料 ①活性电极：电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应， 如：Fe、Cu、Ag。 Fe - 2e- = Fe2+ Cu - 2e- = Cu2+ ②惰性电极：电极自身不反应，只导电，溶液中阴离子放电。如：Au、Pt、C 分析阳极材料是惰性电极还是活性电极。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.4 电极反应式的书写 2.明确溶液中存在的离子（包括水的电离，分成阳离子组、阴离子组） 3.判断阴、阳两极放电顺序，书写电极反应式 ①阴极(与电极材料无关)：电极只导电，溶液中的阳离子放电 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+ Ag+ + e- = Ag Cu2+ + 2e- = Cu 2H+ + 2e- = H2 ↑ 或 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 水溶液中不放电，熔融态放电 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 1.4 电极反应式的书写 ②阳极(与电极材料有关): 1.活性电极（如：Fe、Cu、Ag）： 电极直接失电子， 反应式：M-ne-=Mn+ Fe-2e- =Fe2+ Cu-2e- =Cu2+ Ag-e- =Ag+ 2.惰性电极（如：Pt、石墨）： 溶液中的阴离子放电 2Cl--2e-=Cl2 4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑ 金属(除Pt、Au外) > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水) >NO3－>SO42－>F－ 碱电离 水电离 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 阳离子： 。 ； 阴离子： 。 。 阴极反应式： 阳极反应式： 如用惰性电极电解CuCl2溶液： 放电顺序： 总反应式： 1.4 电极反应式的书写 4.最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式 阴极+阳极反应式 = 总反应式 H+、Cu2+ OH-、Cl- Cu2+ > H+ Cl- > OH- 2Cl- - 2e- = Cl2↑ Cu2+ + 2e- = Cu Cu2+ + 2Cl- = == Cu + Cl2↑ 电解 (所有总反应的条件均为电解) 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 2.根据下列装置图，回答问题。 课堂检测 (1)若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液。 阳极：___________________； 阴极：___________________； 2Cl－－2e－ = Cl2↑ (2)若A为Cu，B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液。 阳极：___________________；阴极：___________________。 Cu－2e－= Cu2＋　 (3)若A为碳棒，B为铁，电解质为Na2SO4溶液。 阳极：_______________________；阴极________________________； 4OH－－4e－ = 2H2O＋O2↑ 4H＋＋4e－ = 2H2↑ 2H＋＋2e－ = H2↑ Cu2＋＋2e－ = Cu 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 电解规律 02 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 2.1 电解电解质型 如电解HCl、CuCl2溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 2Cl- - 2e- = Cl2↑ Cu2+ + 2e- = Cu 复原方法： 加电解质本身 ：通入HCl气体/加入CuCl2(s) 2H+ + 2e- = H2↑ Cu2+ + 2Cl- = == Cu + Cl2↑ 电解 2H+ + 2Cl- === H2↑ + Cl2↑ 电解 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 2.2 电解水型 如电解Na2SO4、NaOH、H2SO4溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 复原方法： 加适量水（电解多少加多少） 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 2H2O- 4e-=4H++O2↑ 2H2O ==== 2H2↑+ O2↑ 电解 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 2.3 放H2----生碱型 如电解NaCl溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 复原方法： 通入HCl气体（逸出多少通多少） 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 电解 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 2.4 放O2----生酸型 如电解CuSO4溶液： 阴极： 阳极： 总反应： 复原方法： 加CuO 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 2H2O- 4e-=4H++O2↑ 2CuSO4 + 2H2O === 2Cu + 2H2SO4 + O2↑ 电解 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 小结 电解后溶液的复原：从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 3.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是：（ ） 课堂检测 A 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 3.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是：（ ） 课堂检测 B A B C D 阳极 石墨 Cu Cu Cu 阴极 石墨 石墨 Fe Pt 电解液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 H2SO4溶液 H2O 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 课堂小结 电解池 电解原理 放电顺序 电解水型 放H2­生碱型 电解电解质型 放O2­­生酸型 电解规律 活泼金属＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH- Ag+＞Hg2+>Fe3+> Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） 第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 第1课时 电解池的工作原理 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 性 必 修 一（ 2019 人 教 版 ） Lavf58.20.100 $$