4.2.1电解池 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版（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 电解原理 人教版选择性必修第一册 揭示目标 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。 学习目标 2 一、电解原理 1．电解池 把电能直接转化为化学能的装置，叫做电解池。 2．电解 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳极引起氧化还原反应的过程叫做电解。 如：电解水 一、电解原理 1.通电前，水中有哪些离子？ 2.通电后，H2是怎么产生的？ O2是如何产生的？ 导线和水中带电粒子如何运动？ （提示：从得失电子、氧化还原的角度进行分析） 电解水装置 一、电解原理 2H＋＋2e－＝H2↑ 或2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O （还原反应） （氧化反应） 阴极 阳极 阳极：发生氧化反应的一极叫阳极，与外接电源正极相连。 阴极：发生还原反应的一极叫阴极，与外接电源负极相连。 阳离子移向 阴离子移向 或2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋ 总反应：2H2O＝2H2↑＋O2↑ 电解 放电：阴、阳离子在两极上发生氧化还原反应，这个过程叫做放电。 请从微观角度分析电解法获得金属钠： 思考与讨论 产生刺激性气味气体，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2） 有银白色金属析出 － ＋ 氧化反应 还原反应 石墨电极 石墨电极 e－ Na＋＋e－＝Na 2Cl－－2e－＝Cl2↑ Na＋ Cl－ 熔融氯化钠 总反应：2NaCl（熔融） 2Na+Cl2 ↑ 电解 阴极 阳极 e－ 阴极 阳极 一、电解原理 实验4-2—电解CuCl2溶液 在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极。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。 实验步骤： 一、电解原理 实验现象： 与直流电源负极相连的石墨棒上（阴极）：逐渐覆盖一层红色的固体 与直流电源正极相连的石墨棒上（阳极）：有气泡产生 实验结论： 电解质溶液导电，形成闭合回路。 CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 一、电解原理 电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？ (1)通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？通电后，如何运动？ Cu2+、H+向阴极迁移； Cl-、OH-向阳极迁移。 (2)阴阳两极反应类型？电极反应方程式？ 阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应） 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应） Cu2+ ＞ H+ 阴极：放电顺序（氧化性） 阳极：放电顺序（还原性） Cl- ＞ OH- (3)离子的放电顺序？ 一、电解原理 实验4-2—电解CuCl2溶液 Cu2+ + 2e- = Cu 2Cl- - 2e- = Cl2↑ （还原反应） （氧化反应） 阴极 阳极 总反应： Cu2+ + 2Cl-= Cu + Cl2↑ 电解 一、电解原理 3.电解池构成条件 ①外加直流电源 阳极：接电源正极 阴极：接电源负极 ② 两个电极 惰性电极：C、Pt、Au等 阳极、阴极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路 活性电极：Fe、Cu、Ag等 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。 思考与讨论 一、电解原理 4.电解池工作原理 一、电解原理 4.电解池工作原理 氧化 反应 还原 反应 阴离子 阳离子 e- e- 电子导体 离子导体 几种流向问题： (1)电流流向： 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： (3)离子流向： 电源负极 → 电解池阴极； 电解池阳极 → 电源正极 阳离子 → 电解池阴极； 阴离子 → 电解池阳极 一、电解原理 5.离子放电顺序 离子放电顺序实质：阳离子：氧化性强弱顺序 阴离子：还原性强弱顺序 (1)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 阳极本身溶解，发生氧化反应 。 电极反应式：M－ne－===Mn＋ (2)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) 阳极不反应，由溶液中阴离子放电，发生氧化反应。 放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F- 一、电解原理 5.离子放电顺序 离子放电顺序实质：阳离子：氧化性强弱顺序 阴离子：还原性强弱顺序 (3)阴极与电极材料无关： 阴极不反应，由溶液中阳离子放电，发生还原反应。 放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+水 >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 只在熔融状态下放电，即不能用电解水溶液的方法制备Al、Mg、Na等活泼金属 一、电解原理 6.电极方程式的书写 判断电极材料→找全离子→判断放电顺序→电极反应式→总反应式 注意： 1.若H+、OH－由水电离，则总反应中需将其变成H2O 2.所有总反应的条件均为电解 随堂练习 不同电极电解NaCl溶液，电极反应式如何书写？ 随堂练习 用惰性电极电解MgCl2溶液 用惰性电极电解Na2SO4溶液 用惰性电极电解CuSO4溶液 用惰性电极电解CuCl2溶液 阴极： 阳极： 总反应： Cu2+ + 2Cl- = Cu + Cl2↑ 电解规律 1.电解电解质本身：如电解HCl、CuCl2溶液等 常见电解类型 PH变化 不变 复原方法： 加电解质本身 ：通入HCl气体/加入CuCl2(s) Cu2+ + 2e- = Cu 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极： 阳极： 总反应： 电解规律 常见电解类型 电解水型(如Na2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4溶液) PH变化 变大 变小 不变 2H2O = O2↑ + 2H2↑ 复原方法： 加适量水（电解多少加多少） 2H2O - 4e- = 4H+ + O2↑ 4H2O + 4e- = 2H2↑ + 4OH- 放氢生碱型(如NaCl溶液) 阴极： 阳极： 总反应： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2↑ + H2↑ 电解规律 常见电解类型 PH变化 变大 复原方法： 通入HCl气（逸出多少通多少） 2e- [ 2H2O =H2↑ +2OH-] + 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2H+ + 2e- = H2↑ 电解规律 常见电解类型 PH变化 变小 放氧生酸型(如CuSO4溶液) 阳极： 阴极： 总反应： 复原方法： 加CuO [2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋] 电解后溶液的复原：遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 2Cu2+ + 4e- = 2Cu 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4 课堂检测 1、用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是（ ）。 A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl C 课堂检测 2、在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是（ ） A.电解质溶液是稀硫酸 B.金属M是阳极，金属N是阴极 C.M和N是石墨电极 D.M是阴极，N是阳极 B 课堂检测 3.在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。 (1)Y电极为直流电源的__________极。 (2)B中阳极的电极反应式为_________。 (3)C中pH变化：___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)A中反应的方程式为___________。 若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后，溶液的pH为_____(设电解前后溶液体积不变)。 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 $$