4.2.1 电解池原理-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修1）

第1课时 电解原理 第四章 第二节 电解池 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 核心素养学习目标 1.了解电解及电解池的概念，熟悉电解池的构成条件。 2.理解电解原理及电解的规律，会判断电解的产物，掌握电解池电极反应式的书写(重、难点)。 创设情境 【新课导入】阅读教材P109资料卡片，了解电解与元素的发现。 亚历山德罗·伏特 意大利物理学家 伏打电池 伏打电池的发现引起化学家利用电解法研究元素的兴趣。 1807年 电解熔融碳酸钾制得钾； 电解熔融碳酸钠制得钠。 1808年 电解制得镁、钙、锶、钡； 用钾还原无水硼酸制得硼。 戴维 贝采里乌斯 1823年 用钾还原四氟化硅制得硅 1825年奥斯特用钾汞齐还原无水氯化铝得到铝； 1886年莫瓦桑电解法制得氟。 任务一：认识电解池的基本原理 【实验探究】观察教材实验4-2：电解CuCl2溶液，并完成下列表格内容。 实验现象 实验结论 电流表指针____________ 说明电解质溶液导电，形成_________ 电极b上逐渐覆盖了一层____________ _____________________ 电极a上有___________的气体产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸______ _____________________ 发生偏转 红色物质 刺激性气味 变蓝 闭合回路 析出金属铜 产生了氯气 【思考交流】结合教材和实验，小组讨论以下问题。 任务一：认识电解池的基本原理 (1)通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？ (2)通电后，溶液中Cl－ 、OH－的移动方向？ 阳极电极反应式及反应类型？(“氧化反应”或“还原反应”,下同) (3)通电后，溶液中Cu2＋ 、H+的移动方向？ 阴极反应式及反应类型？ Cu2＋、H＋、Cl－、OH－ 移向阳极(a极) 2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化反应 移向阴极(b极) Cu2＋＋2e－===Cu　还原反应 【阅读理解】阅读教材101-102页，理解以下概念。 任务一：认识电解池的基本原理 (1)电解： 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池： 将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的电极名称。 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。 电解氯化铜溶液实验装置 e- e- 【归纳总结】电解池的构成条件 任务一：认识电解池的基本原理 (4)电解池的构成条件 ①直流电源； ②两个电极； ③电解质溶液或熔融电解质； ④形成闭合回路。 【分析建模】结合所学知识，画出电解池的示意图。示意图要包括以下内容： （1）注明电解池的组成； （2）标明氧化反应和还原反应发生的区域； （3）标明电子的运动方向和阴离子、 阳离子的迁移方向。 任务一：认识电解池的基本原理 直流电源 阳极 阴极 阳离子 阴离子 e- 电解质溶液 e- 氧化反应 还原反应 失电子 得电子 I I I I 【评价训练】1.正误判断 任务一：认识电解池的基本原理 ✪ 特别提醒： 金属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化，就是电解的过程。 (1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极 (2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极 (3)在电解池中，电子从阳极流入电源正极 (4)电解质溶液的导电实验发生化学变化 (5)电解池的阳极发生还原反应 × √ √ √ × 【评价训练】 2.如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是 A.电源a极为负极 B.KI-淀粉溶液会变蓝色 C.Cl－向电极Ⅱ区域移动 D.电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋ √ Cl2 Cu2＋+2e－===Cu 阳极 阴极 ﹣ ﹢ 任务一：认识电解池的基本原理 任务二：理解电解规律 【思考交流】如图所示，不同电极电解NaCl溶液，电极反应式如何书写？ 已知：氧化性Cu2+ > H+ > Na+；还原性Cl- > OH- NaCl == Na+ ＋Cl- H2O⇌H+ + OH- 阳极 (C) ：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 (Fe)：2H+ ＋ 2e－===H2↑ 或2H2O + 2e- === H2↑+ 2OH- 阳极(Fe)：Fe－2e- ===Fe2+ 阴极 (C)：2H+ ＋2e－===H2↑ 【归纳总结】放电规律 任务二：理解电解规律 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) ①阳极：溶液中常见阴离子放电顺序 S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 ②阴极：溶液中常见阳离子放电顺序 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 电极本身先放电，电极反应式为M－ne－===Mn＋ 电极不放电 电极失电子放电 【思考总结】完成下列表格，并总结用惰性电极电解电解质溶液的规律。 任务二：理解电解规律 (1)电解水型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极 反应式 2H2O－4e－== O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－== O2↑＋2H2O 2H2O－4e－== O2↑＋4H＋ 阴极 反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 加入H2O 任务二：理解电解规律 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu pH变化 增大 复原加入物质 HCl CuCl2 (2)电解电解质型 【思考总结】完成下列表格，并总结用惰性电极电解电解质溶液的规律。 任务二：理解电解规律 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 (3)电解质和水都发生电解型 【思考总结】完成下列表格，并总结用惰性电极电解电解质溶液的规律。 2.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是 A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2 C.H2和O2 D.Cu和O2 【评价训练】(一)电极产物的判断 任务二：理解电解规律 1.下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4 C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 √ 电解电解质本身 放氢生碱 放氧生酸 √ 放电顺序：阳离子为Cu2＋>H＋>Na＋；阴离子为Cl－>OH－>S、N 最初阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 【评价训练】(二)电解后电解质溶液的复原 任务二：理解电解规律 3.用惰性电极电解下列溶液(足量)，电解一段时间后加适量水，溶液能恢复至电解前状态的是 A.CuCl2溶液 B.AgNO3溶液 C.H2SO4溶液 D.KCl溶液 √ 4.用石墨电解含有溶质0.1 mol的CuSO4溶液，在阴、阳两极各收集到2.24 L气体(标准状况下)后停止电解，若要恢复原电解质，溶液需要加入的物质和物质的量分别是_________________________、__________________________。 Cu(OH)2(或CuO、H2O) 0.1 mol (或0.1 mol、0.1 mol) 本课结束 今日作业 第四章 第二节 第1课时 $$