4.2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

江苏省第十三期教学研究重点课题“基于高中化学学业质量标准的教学与评价研究”（ 2019JK13-ZB04） 江苏省教育科学“十三五”规划课题“基于学业质量标准的高中化学核心素养评价指标体系研究（B-b/2020/02/63） 主持人：刘江田 江苏省第十三期教学研究课题“高中生化学批判性思维培养的研究”（2019JK13-L024 ） 主持人：钱华 选修1 第四章 化学能与电能 第二节 电解池 南京市中华中学 钱华 选修1 第四章 第二节 电解池 任务一：电解模型初建 【探究1】电解熔融的氯化钠为什么能得到金属钠和氯气？ 选修1 第四章 第二节 电解池 电解熔融氯化钠 明确离子 离子迁移 电极反应 用途 2 熔融氯化钠 + - - + + - Na+: Cl-: + + + - - - - + I - - - - - - - - - - - - - - - - - - 电子： + + + + + 石墨 石墨 Na+ +e-==Na 2Cl- -2e- ==Cl2↑ 还原反应 氧化反应 选修1 第四章 第二节 电解池 - 阳极 阴极 3 任务一：电解模型初建 【探究1】电解熔融的氯化钠为什么能得到金属钠和氯气？ 选修1 第四章 第二节 电解池 电解熔融氯化钠 明确离子 离子迁移 电极反应 总反应 用途 Na+ Cl- Na+ 阴极 Cl - 阳极 阴极：Na++ e - = Na 阳极：2Cl--2 e - = Cl2↑ 制备金属钠单质 4 一、电解原理 3.电解池构成条件： 选修1 第四章 第二节 电解池 1.定义：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。 ①直流电源 ②两个电极（阳极：与电源“+”相连的电极；阴极：与电源“-”相连的电极） ③熔融电解质或电解质溶液 2.电解池：将电能转化为化学能的装置。 5 选修1 第四章 第二节 电解池 4.电极反应： （1）电极反应式： 表示电极上物质的变化及电子的转移情况的式子。 阳极（与电源“+”相连）：氧化反应（失电子） 阴极（与电源“-”相连） ： 还原反应（得电子） （2）电池总反应：总反应方程式（又称电解反应）书写形式同一般化学方程式书写方法，条件为“电解”。 【探究2】电解饱和食盐水产物有何不同？ 6 选修1 第四章 第二节 电解池 电解熔融氯化钠 电解饱和食盐水 明确离子 离子迁移 电极反应 总反应 用途 Na+ Cl- Na+ 阴极 阴极：Na++ e - = Na 阳极：2Cl--2 e - = Cl2↑ 制备金属钠单质 Cl - 阳极 Na+ 、 H+ 、 Cl- 、 OH - H+ 、Na+ 阴极 OH- 、Cl - 阳极 阴极：2H2O+ 2e - = H2↑+2OH- 阳极：2Cl--2 e - = Cl2↑ 氯碱工业 7 电解池分析基本模型 选修1 第四章 第二节 电解池 4.放电顺序： 阴极： 阳极： 氧化性越强的阳离子越先放电 Ag+_____H+ Fe2+ _____ Cu 2+ _____ Fe 3+ 还原性越强的阴离子越先放电 Cl -_____S2- I -_____OH- _____含氧酸根 ˂ ˃ ˂ ˂ ˃ ˃ 8 选修1 第四章 第二节 电解池 任务二 ：电解模型应用 【探究3】根据上述电解模型，书写以石墨为电极电解下列电解质溶液的电极反应和电解池总反应。 CuCl2溶液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 KCl溶液 明确离子 离子迁移 电极反应 电池总反应 9 选修1 第四章 第二节 电解池 任务二 电解模型应用 【探究3】根据上述电解模型，书写以石墨为电极电解下列电解质溶液的电极反应和电解池总反应。 CuCl2溶液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 KCl溶液 明确离子 离子迁移 电极反应 电池总反应 电解类型 电解电解质型 电解电解质+水型 电解水型 电解电解质+水型 10 【探究4】 电解氯化铜溶液 选修1 第四章 第二节 电解池 11 石墨 石墨 选修1 第四章 第二节 电解池 饱和食盐水 ↑Cl2 H2↑ NaOH 阳离子交换膜 【探究5】理论走向实际——关于离子交换膜的思考。 12 石墨 石墨 选修1 第四章 第二节 电解池 饱和食盐水 阳离子交换膜 阴离子交换膜 ↑Cl2 H2↑ 13 选修1 第四章 第二节 电解池 阳极可发生电极反应：____________________ 阴极附近溶液的pH___. a膜为_____________， b膜为_____________. 淡水、浓海水出口分别是_____、______口。 2Cl--2 e - = Cl2↑ 增大 阴离子膜 阳离子膜 Ⅰ Ⅱ 14 选修1 第四章 第二节 电解池 【探究6】理论走向实际——关于电极材料的探究。 选修1 第四章 第二节 电解池 【探究6】 现象：阴极迅速产生大量无色气体，阳极未产生明显现象。 阴极：2H2O+ 2e - = H2↑+2OH- 阳极：Fe - 2e - = Fe 2+ 铁 铁 饱和食盐水 电解池分析基本模型 选修1 第四章 第二节 电解池 4.放电顺序： 阴极： 阳极： 氧化性越强的阳离子越先放电 Ag+_____H+ Fe2+ _____ Cu 2+ _____ Fe 3+ 还原性越强的阴离子越先放电 Cl -_____S2- I -_____OH- _____含氧酸根 ˂ ˃ ˂ ˂ ˃ ˃ 活性电极做电极材料，优先放电 任务三：电解模型完善 17 选修1 第四章 第二节 电解池 电解池分析完善模型 选修1 第四章 第二节 电解池 任务四：电解模型再应用 + － Cu CuSO4溶液 Fe 阳极：Cu - 2e-== Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e-==Cu 现象：阳极变细，阴极表面析出红色的铜。 1.定义：电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的加工工艺。 2.电镀的条件 镀件： 镀层： 电镀液： 选修1 第四章 第二节 电解池 二、电解原理的应用——电镀 阴极 阳极 含镀层金属离子的电解质溶液 选修1 第四章 第二节 电解池 二、电解原理的应用——电解精炼铜 纯铜 粗铜 － CuSO4溶液 + 纯铜 粗铜 阳极：Cu - 2e-== Cu2+ Zn -2e－ ＝ Zn2+ Fe-2e－ ＝ Fe2+ Ni -2e－ ＝ Ni2+ 阴极：Cu2+ + 2e-==Cu 阳极泥：Ag、Au 粗铜：阳极 纯铜：阴极 电解质：硫酸铜 选修1 第四章 第二节 电解池 小结 电镀铜 电解精炼铜 阳极材料 阴极材料 电极反应 电解质溶液 备注 镀件 粗铜 镀层铜 纯铜 阳极：Cu - 2e-== Cu2+ 阳极：Cu - 2e-== Cu2+ Zn -2e－ ＝ Zn2+ Fe-2e－ ＝ Fe2+ Ni -2e－ ＝ Ni2+ 阴极：Cu2+ + 2e-==Cu Cu SO4溶液 定期补充Cu SO4溶液 理论上Cu SO4溶液浓度不变 选修1 第四章 第二节 电解池 三、学习评价 正 负 不变 Ni2+ + 2e- = Ni Ni - 2e- =Ni2+ 1.若要在铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应与电源_______极相连，铁制品应与电源的_________极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为____________________、______________________。电解过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会_________________________（填“增大”“减小”或“不变”） 选修1 第四章 第二节 电解池 BD 2.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是（ ） A.电解时以精铜作阳极 B.电解时阴极上发生的反应为Cu2+ + 2e-==Cu C.粗铜连接电源的负极，其电极反应为Cu2+ + 2e-==Cu D.电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥 24 选修1 第四章 第二节 电解池 B 3.用电解法处理含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ == 2 Cr3++ 6Fe3+ + 7H2O，最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去。下列说法中错误的是 （ ） A．阳极反应为Fe - 2e-== Fe2+ B．电解过程中废水的pH不会发生变化 C．电解过程中有Fe(OH)3生成 D．电路中每转移12mol电子，最多有1mol Cr2O72-被还原   选修1 第四章 第二节 电解池 （ A ） 【真题再现】 谢 谢！ 选修1 第四章 第二节 电解池 $