4.2.1 电解原理 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节 电解池 第1课时 电解原理 第四章 化学反应与电能 人教版2019 高二 新课导入 最早于1799年，物理学家伏打研制了能维持一定电流的电堆。 同年，卡利斯尔和尼科尔森用这种电堆进行水的电解，得到了氢气和氧气。 电解与元素的发现 一、电解原理 CuCl2溶液 【实验4-2】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。 一、电解原理 实验现象： ①电流表指针发生偏转； ②与电源负极相连的电极上逐渐覆盖了一层红色物质； ③与电源正极相连的电极上产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。 实验结论： CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 一、电解原理 试分析电极反应方程式、电子迁移方向、离子迁移方向？ Cu2＋＋2e－=Cu 2Cl－－2e－= Cl2↑ 失e-，氧化反应 得e-，还原反应 放电：当离子到达电极时，失去/得到电子，发生氧化/还原反应的过程。 一、电解原理 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。 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 e- e- 一、电解原理 如图所示装置中属于电解池的是_______(填序号)。 ③⑥ 一、电解原理 2H2O===2H2↑ +O2↑ 电解 请分析电解水的原理 1.电解池的组成 2.电极反应方程式 3.电子的运动方向、阴阳离子的迁移方向 一、电解原理 【思考】CuCl₂溶液在直流电的作用下为什么会生成单质Cu和Cl₂呢? 这个过程是怎么发生的呢? 通电前 通电后 (1)氯化铜溶液中存在电离过程 ①CuCl2=Cu2＋＋2Cl－，②H2O ⇌H＋＋OH－； 溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－， 通电前，这些离子在溶液中作自由无规则运动。 (2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动。 即Cl－、OH－趋向阳极，Cu2＋、H＋趋向阴极。 一、电解原理 4.放电规律 (1)阳极: 放电顺序：金属活性电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F － 失电子能力减弱，得电子能力增强 惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电 活性电极：金属本身M－ne-＝Mn+ 阴离子/活性电极，失电子，氧化反应 (2)阴极: 阳离子，得电子，还原反应 只在熔融状态下放电 溶液中考虑 Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ （酸）> Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+ （水）> Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 一、电解原理 （1）电解水型 电解质 <m></m> <m></m> <m></m> 阳极反应式 <m> <m> 阴极反应式 </m> <m> <m> <m></m> 变化 ______ ______ ______ 复原加入物质 _____ 减小 增大 不变 <m></m> 4.电解规律 </m> <m> <m></m> </m> </m> </m> 一、电解原理 （2）电解电解质型 电解质 <m></m> <m></m> 阳极反应式 <m></m> 阴极反应式 __________________ _________________ <m></m> 变化 ______ — 复原加（通）入物质 _______ _________ <m></m> <m></m> 增大 <m></m> <m></m> 4.电解规律 一、电解原理 （3）电解质和水都发生电解型 电解质 <m></m> <m></m> 阳极反应式 ___________________ _____________________ ________ 阴极反应式 _____________________ ______ ___________________ <m></m> 变化 ______ ______ 复原加（通）入物质 _______ __________________ <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> 增大 减小 <m></m> <m></m> 或 <m></m> 4.电解规律 一、电解原理 ②明确溶液中存在哪些离子 ③判断阴阳离子的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物，完成电极反应式 ①判断电极材料 5.电极反应式书写的一般思路 水的电离，并分成阳离子组和阴离子组 电荷守恒，原子守恒 ⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式 弱电解质的须保持分子形式 【注意】 1、标明条件“通电或电解” 2、若电解的“H+或OH-”来自于H2O，H2O是弱电解质，不可拆 一、电解原理 装置 原电池 电解池 实例 Cu-Zn原电池 电解CuCl2溶液 原理 电极名称 电子流向 电极反应 能量转换 自发进行的氧化还原反应 自发/非自发进行的氧化还原反应 正极、负极 阴极、阳极 负极→正极 电源负极→阴极 阳极→电源正极 负极：氧化反应 正极：还原反应 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 化学能→电能 电能→化学能 (2023·南阳高二检测)用惰性电极电解下列各组中的三种溶液，电解过程 中，溶液的 <m></m> 变化依次为减小、不变、增大的是（不考虑气体的溶解） ( ) A. <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> B. <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> C. <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> D. <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> √ 知识小练 如图所示 <m></m> 是直流电源。 <m></m> 池中 <m></m> 、 <m></m> 为石墨棒， <m></m> 池中 <m></m> 、 <m></m> 是质量相同的铜棒。接通电路后，发现 <m></m> 极附近溶液显红色。 （1）① <m></m> 为电源的____极（填“正”“负”“阴”或“阳”，下同）； 负 ② <m></m> 池中 <m></m> 为____极； 阳 ③连接 <m></m> 、 <m></m> 池线路，电子流动的方向是 <m></m> ____ <m></m> （填“ <m></m> ”或“ <m></m> ”）。 ← （2）①写出 <m></m> 极的电极反应式：___________________； <m></m> ②写出 <m></m> 池中总反应的化学方程式：____________________________________； <m></m> ③写出 <m></m> 极的电极反应式：_________________。 <m></m> 知识小练 Lavf57.83.100 $$