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

该高中化学课件聚焦电解池核心内容，涵盖构成要素、工作原理、离子放电顺序及电解类型。以戴维电解制元素的科学史情境导入，结合电解CuCl₂溶液实验探究，通过思考与讨论衔接离子移动和放电分析，构建从情境到实验再到原理的学习支架。 亮点在于融合科学探究与实践及科学思维，以实验4-2引导观察现象、推理电极反应，归纳离子放电顺序与电解类型，对比原电池深化认知。培养学生证据推理能力，教师可借结构化内容提升效率，学生通过探究理解物质变化与能量转化的化学观念。

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 4.2.1 电解池 1 情境引入 自1800年，伏打发明了伏打电池后，科学家们纷纷开始利用伏打电池研究电的化学效应，对水、盐溶液，熔融固体化合物进行通电实验，其中英国化学家戴维利用伏打电堆电解制得了钠、钾、镁、钙、锶、钡等多种元素，成为发现最多新元素的科学家。 戴维 【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（如图4-9）。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。 阴极 生成Cu A Cu2+ Cl- Cl- 生成Cl2 - + 阳极 实验探究 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 【实验4-2】 实验探究 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 石墨棒 石墨棒 + - A 湿润的碘化钾淀粉试纸 生成 Cl2 生成Cu 1、观察U型管内有什么现象？ 2、观察试纸颜色有什么变化？ 负极石墨棒有红色固体生成 正极石墨棒生成气体 正极试纸变蓝，生成Cl2 CuCl2溶液 Cu2+ Cl- Cl- 【实验4-2】 实验探究 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 石墨 Cl－ Cu2＋ Cu2＋ Cu2＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cu2＋ CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH- 同学们！通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？如何移动？ 自由移动 思考与讨论 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 阳极 石墨 阴极 Cl－ Cu2＋ Cu2＋ Cu2＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cu2＋ e- e- e- e- 通电后，CuCl2溶液中离子如何移动？ 阳极(与电源正极相连）吸引阴离子 阴极(与电源负极相连）吸引阳离子 阴阳相吸 定向移动 思考与讨论 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 写出电解CuCl2溶液的电极反应式及总反应式？ 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应） 总反应：Cu2+ + 2Cl- = Cu + Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应） 电解 该实验条件下，水电离出的H+和OH-参与电极反应了吗？ 思考与讨论 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 1、电解是使电流通过________________或熔融电解质而在两个电极上引起______________反应的过程。 2、电解池（也叫电解槽）是将_________转化为___________的装置。 3、电极名称。 ①阴极：与电源________相连的电极，发生________反应。 ②阳极：与电源________相连的电极，发生________反应。 电解质溶液　 氧化还原　 电能　 化学能　 负极　 还原　 正极　 氧化　 一、电解原理 4、离子移动方向 ①阳离子移向________ ； ②阴离子移向________。 阴极　 阳极　 5、电子移动方向 电子从________到________；从________到________。 负极　 阴极　 阳极　 正极　 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 电解池工作原理示意图 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 发生氧化反应 发生还原反应 － ＋ 阳极 阴极 e- e- 电子导体 离子导体 阳极 发生氧化反应 还原剂 阴极 发生还原反应 氧化剂 一、电解原理 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 ①有直流电源 ②有两个电极材料（金属或石墨） ③有电解质溶液（或熔融电解质） ④形成闭合回路 直流电源 两根棒一桶水 二、电解池的构成要素 电解池的构成要素： 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 例1、下图所示装置中，属于电解池的是_______（填序号）。 ③⑥ 课堂练习 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 C 课堂练习 大本P141 典例剖析 【例1】 电解CuCl2溶液的装置如图所示,其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　)。 A.a为负极、b为正极 B.a为阳极、b为阴极 C.电解过程中,d电极质量增大 D.电解过程中,氯离子浓度不变 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 1、石墨做电极电解CuCl2溶液时，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+，你的理由是什么？阳极呢？（从离子得、失电子的能力分析） 阳离子得电子能力： 阴离子失电子能力： 2、请根据实验分析CuCl2溶液中离子的放电顺序。 Cu2+ H+ Cl- OH- > > 3、当溶液中有多种离子时，如何判断哪种离子先放电呢？ 离子得失电子的能力，即离子的放电顺序 阴极：当Cu2+消耗完，才轮到H+得电子 阳极：当Cl-消耗完，才轮到OH-失电子 思考与讨论 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 2.阳极（优先考虑电极材料）：发生氧化反应，溶液中的阴离子失电子。 1.阴极（与电极材料无关）：发生还原反应，溶液中的阳离子得电子。 氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳离子得电子能力 还原性 活性电极>S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根（SO42-、NO3-、CO32-）>F- 阴离子失电子能力 金属活动顺序表倒过来 水溶液（含H+）中不放电, 熔融状态才得电子 K\Ca\Na在水溶液中与直接水反应而不能作电极材料 活性电极:除Pt、Au以外的金属;惰性电极:Pt、C 三、离子放电顺序(水溶液) 活性电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞ … 含氧酸根离子 … F－ H2SO4 = 2H+ + SO42- H2O H+ + OH- 4OH--4e- = O2↑+ 2H2O 阳极： 阴极： 总反应式： 4H+ +4e- = 2H2↑ H2SO4溶液 阴极 石墨棒 + - A H+ OH- SO42- 阳极 2H2O 2H2↑+ O2↑ 电解 三、离子放电顺序(水溶液) 2H2O -4e- = O2↑+ 4H+ Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）… 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）… NaOH溶液 阴极 石墨棒 + - A Na+ OH- H+ 阳极 NaOH=Na++OH- H2O H+ + OH- 4OH--4e-=O2↑+2H2O 阳极： 阴极： 总反应式： 4H+ +4e-= 2H2↑ 2H2O 2H2↑ +O2↑ 电解 三、离子放电顺序(水溶液) 4H2O +4e-= 2H2↑ + 4OH- 活性电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞ … 含氧酸根离子 … F－ 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 NaCl溶液 阴极 + - A Na+ Cl- H+ OH- 阳极 石墨棒 NaCl = Na+ + Cl- H2O H+ + OH- 请同学们分析用石墨做电极电解饱和食盐水，并写出电极反应式和总反应式。 阳极：2Cl- - 2e- = Cl 2↑ 总反应式：2Cl- + 2H2O === 2OH- + H2 ↑ + Cl2 ↑ 电解 思考与讨论 阴极：2H2O +2e-= H2↑ + 2OH- 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 (1)用碳棒作电极电解稀硫酸溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总反应的化学方程式______________________________ (2)用碳棒作电极电解NaOH溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总反应的化学方程式____________________________ (3)用碳棒作电极电解Na2SO4溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总反应的化学方程式_______________________________ 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 2H2O O2↑ +2H2↑ 2H2O O2↑ +2H2↑ 实际上是电解的是水。 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 第一类：“电解水”型 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2H2O O2↑ +2H2↑ (4)用碳棒作电极电解盐酸溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总反应化学方程式______________________________ (5)用碳棒作电极电解CuCl2溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总反应化学方程________________________________ 实际上是电解溶质本身。 2Cl--2e-=Cl2↑ Cu2++2e-=Cu CuCl2 Cu+Cl2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H++2e-=H2↑ 2HCl- H2↑+Cl2↑ 第二类：“电解溶质”型 (6)用碳棒作电极电解NaCl溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 电解总反应__________________________________ 2Cl--2e-=Cl2↑ 2NaCl +2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 放氢气余碱型 放氢气余碱 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 放氢气余碱 第三类：电解溶质溶剂且________________ (7)用碳棒作电极电解CuSO4溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总化学方程式__________________________________ (8)用碳棒作电极电解AgNO3溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 总化学方程式__________________________________ 2Cu2++4e-＝2Cu 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2↑ +2H2SO4 放氧气生酸型 放氧气余酸型 4Ag+ +4e-＝4Ag 4AgNO3 +2H2O 4Ag+O2↑ +4HNO3 放氧气生酸型 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 第四类：电解溶质溶剂且________________ 如果是有活性电极参与，那反应就有不同。 用Cu作电极电解NaCl溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 电解总反应__________________________________ 如：对比下面两个： 用碳棒作电极电解NaCl溶液 阳极：_____________________________________ 阴极：______________________________________ 电解总反应__________________________________ 2Cl--2e-=Cl2↑ 2NaCl +2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cu-2e-=Cu2+ Cu +2H2O Cu(OH)2↓+H2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 注意： D 课堂练习 大本P141 学以致用 1、如图所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解,下列说法正确的是(　　)。 A.电路中电子流向: 负极→d→c→b→a→正极 B.a、c两极产生气体的物质的量相等 C.向b电极移动,Cl-向c电极移动 D.通电后乙烧杯中滴入酚酞溶液,d极附近会变红 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 A 课堂练习 大本P141 学以致用 2、如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增大,b极板处有无色、无臭气体放出。 符合这一情况的是下表中的(　　)。 选项 a极板 b极板 X电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4溶液 B 石墨 石墨 负极 NaOH溶液 C 银 铁 正极 AgNO3溶液 D 铜 石墨 负极 CuCl2溶液 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 C 课堂练习 大本P144 学以致用 3、如图为用直流电源电解Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　)。 A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的 B.一电极逸出无臭气体,另一电极逸出有 刺激性气味的气体 C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 原电池与电解池有哪些异同点 原电池 电解池 电极名称 电极反应 离子移动方向 电子移动方向 能量转化 负极　 正极　 阴极　 阳极　 氧化反应　 还原反应　 还原反应　 氧化反应　 正正负负　 阴阳相吸　 负极　 导线　 正极　 负极　 阴极　 阳极　 正极　 化学能　 电能　 电能　 化学能　 思考与讨论 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 2、电极反应： 正阳氧、负阴还 3、离子流向： 阳极吸引阴离子；阴极吸引阳离子 4、电子流向： 电子从负极流向阴极，再从阳极流回正极 阴阳相吸 1、构成电解池的要素 ①直流电源 ②电极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路 小结 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $