4.2.2电解规律 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

电解池的工作原理可以用哪八个字来概括？ 课 前 检 查 下列叙述正确的是(　　) ①电解池是将化学能转变成电能的装置；原电池是将电能转变成化学能的装置　 ②电解和电离都需要通电才能实现　 ③金属导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化　 ④电解池两个电极材料可以相同 A．①②③④ B．仅③④ C．仅②③④ D．仅③ B 课 前 检 查 根据下列装置图，回答问题。 (1)若A、B均为石墨棒，电解质溶液为CuCl2溶液。 阳极：___________________； 阴极：___________________； 总反应： _______________________________； (2)若A为Cu，B为石墨棒，电解质溶液为CuCl2溶液。 阳极：___________________； 阴极：___________________。 Cu－2e－=Cu2＋　 2Cl－－2e－=Cl2↑ 【情境引入】 Cu2＋＋2e－=Cu Cu2＋＋2Cl－ = Cu + Cl2↑ 电解 Cu2＋＋2e－=Cu 第2课时 电解规律 第四章 化学反应与电能 教 学 目 标 第二节 电解池 1．记住电解池中阴、阳两极上离子的放电顺序。 2．知道惰性电极电解一些酸、碱、盐溶液的规律。 3.会书写电解池的电极反应方程式。 活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，首先金属本身被电解溶解：M－ne-＝Mn+ 惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电， 放电顺序: S2－ > SO32－ > I－>Fe2+ > Br－>Cl－>OH－>最高价含氧酸根>F － 一、阳极、阴极的放电顺序 【总结】阳极常见放电顺序：活性电极>Cl- >OH- 2Cl--2e-=Cl2 ↑ 4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑ 碱性溶液 中性或酸性溶液 注意：若H+、OH－由水电离，则反应中需写H2O M－ne-＝Mn+ 1．阳极 阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关；氧化性强的离子先放电。 这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。 Fe3+得电子能力比Cu2+强 Ag++e-=Ag Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2 ↑或 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 酸性溶液 中性或碱性溶液 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+ 2．阴极 Fe3++e-= Fe2+ 阴极最常用的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋ 二、电极反应式的书写 ①根据电源或信息判断阴阳两极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极 ②明确溶液中存在哪些离子 包括电解质的电离和水的电离，并分成阳离子组和阴离子组 ③排出阴阳两极的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式 ⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式(注明条件：电解) 关注电荷守恒、物料守恒 及得失电子守恒 （弱电解质须保持分子形式） 总结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应 三、电解规律 (惰性电极电解) 1.不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2溶液） Cu2+>H+水 放电顺序： Cl- >OH- 阳极： 阴极： 总反应式： 总化学反应式： 2Cl--2e- ＝ Cl2↑ Cu2++2e-= Cu 电解 Cu2++2Cl- = Cu+Cl2↑ 电解 CuCl2 = Cu+Cl2↑ 2.无氧酸（如HCl溶液） 放电顺序： Cl- >OH- 阳极：2Cl--2e- ＝ Cl2↑ 阴极：2H++2e-=H2 ↑ 总反应式：2H++2Cl- = H2 ↑+Cl2↑ 电解 总化学反应式：2HCl = H2 ↑+Cl2↑ 电解 1.电解电解质型 电解质 HCl(无氧酸) CuCl2(不活泼金属无氧酸盐) 阳极反应式 2Cl－－2e－= Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－= H2↑ Cu2＋＋2e－= Cu pH变化 复原加入物质 规律总结： 增大 HCl CuCl2 用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 3.含氧酸（如H2SO4溶液） 放电顺序： OH->SO42- 阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑ 阴极：4H++4e-=2H2 ↑ 总化学反应式：2H2O = 2H2 ↑+O2↑ 电解 4.强碱（如NaOH溶液） 阳极：4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 总化学反应式：2H2O = 2H2 ↑+O2↑ 电解 放电顺序： H+水>Na+ 5.活泼金属含氧酸盐（如Na2SO4溶液） 放电顺序： OH->SO42- H+水>Na+ 阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑ 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 总化学反应式：2H2O = 2H2 ↑+O2↑ 电解 2.电解水型 电解质 H2SO4(含氧酸) NaOH (可溶性强碱) Na2SO4 (活泼金属含氧盐) 总反应式 2H2O = 2H2 ↑+O2↑ pH变化 复原加入物质 电解 规律总结： 减小 增大 不变 H2O 6.活泼金属的无氧酸盐（如NaCl溶液） 阳极： 阴极： 总反应式： 总化学反应式： H+水>Na+ Cl- >OH- 放电顺序： 2Cl--2e- ＝ Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 电解 2Cl-+2H2O = Cl2↑+H2↑+2OH- 电解 2NaCl+2H2O = Cl2↑+H2↑+2NaOH 注意：若H+、OH－由水电离，则反应中需写H2O 7.不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4溶液） 阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑ 阴极：2Cu2++4e-= 2Cu 总反应式：2Cu2++2H2O = 2Cu+O2↑+4H+ 电解 总化学反应式：2CuSO4+2H2O = 2Cu+O2↑+2H2SO4 电解 Cu2+>H+水 放电顺序： OH->SO42- 规律总结： 3.电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl(活泼金属无氧酸盐) CuSO4(不活泼金属含氧酸盐) 阳极反应式 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2H2O- 4e-=4H++O2↑ 阴极反应式 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2Cu2＋＋4e－= 2Cu pH变化 复原加入物质 增大 阴极放氢生碱 减小 阳极放氧生酸 HCl CuO或CuCO3 惰性电极电解电解质溶液的四种类型 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解对象 电解质浓度 电解质溶液复原 电解水型 阴极： 阳极： 强碱（如 ） 水 增大 增大 加水 含氧酸（如 ） 水 增大 减小 加水 活泼金属的最高价含氧酸盐（如 ） 水 增大 不变 加水 课 堂 小 结 返回至目录 17 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解对象 电解质浓度 电解质溶液复原 电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 无氧酸（如 ） 电解质 减小 增大 通入 气体 不活泼金属的无氧酸盐（如 ） 电解质 减小 － 加 放 生碱型 阴极： 放 生成碱 阳极：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐（如 ） 电解质和水 生成新电解质 增大 通入 气体 放 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极： 放 生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐（如 ） 电解质和水 生成新电解质 减小 加 返回至目录 18 类型 电极反应特点 电解质溶液 电解对象 电解质浓度 电解质溶液复原 放 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极： 放 生成酸 不活泼金属的最高价含氧酸盐（如 ） 电解质和水 生成新电解质 减小 加 续表 返回至目录 19 1、用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D 课堂练习 2、根据下列装置图，回答问题。 (1)若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液。 阳极：___________________； 阴极：___________________； 总反应： ___________________； (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＋　 Cu2＋＋2e－=Cu 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- Mg2++2Cl－+2H2O === Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ 电解 课堂练习 (4)用银作阳极电解硫酸钠溶液。 阳极(Ag) ：___________________； 阴极：___________________； 总反应： ___________________________； (3)用铜作阳极电解稀硫酸。 阳极(Cu) ：___________________； 阴极：___________________； 总反应： ___________________________； 2H++ 2e-=H2↑ Cu- 2e-=Cu2+ Cu +H2SO4 === CuSO4 + H2 ↑ 电解 用银做电极电解硫酸钠 2Ag- 2e-=2Ag+ 2Ag +2H2O === 2 AgOH + H2 ↑ 电解 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 借助电解，可以使非自发的氧化还原反应进行 课堂练习 3、用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入( ) A．0.1 mol CuO B．0.1 mol CuCO3 C．0.1 mol Cu(OH)2 D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3 课堂练习 D　 4、如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。 下列说法正确的是(　 　) A．甲中a的电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O B．电解时向乙滴入酚酞溶液，c电极附近变红 C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复 D．当b极有64 g Cu析出时，c电极产生2 g气体 A　 课堂练习 $$