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
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普通
摘要:
该高中化学课件聚焦电解原理,通过回顾原电池构成条件、电极反应及能量转化,搭建新旧知识联系的学习支架,引导学生从原电池过渡到电解池的学习,系统呈现电解池定义、构成条件、电极反应及电解规律等核心内容。
其亮点在于结合实验探究(电解CuCl₂溶液现象观察与分析)和科学思维(放电顺序归纳、电解规律分类),强化化学观念中的能量转化与物质转化。通过实验现象推导电极反应、分类总结电解规律,培养学生证据推理与模型建构能力,教师可借助清晰的规律分类提升教学效率,学生能深化对电解原理的理解与应用。
内容正文:
化学反应与电能
第2节 电解池
第1课时:电解原理
第四章
1
知识回顾
Zn
Cu
CuCl2溶液
(1)两个活性不同的电极
(2)电解质溶液(一般与活泼性强的电极能发生氧化还原反应)
(3)形成闭合回路
(4)自发进行的氧化还原反应
1、构成原电池的条件是什么?
负极:
正极:
电池总反应:
Zn – 2e- = Zn2+
Cu2+ + 2e- = Cu
Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
2、原电池的电极反应式?
3、原电池中的能量转化方式是什么?
化学能转化成电能
氧化还原为中心,两极一液成回路
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01
电解原理
1、电解池
把电能直接转化为化学能的装置
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3
01
电解原理
2、电解池构成条件
1) 外加直流电源
2) 两个电极
惰性电极:C、Pt、Au等
活性电极:Fe、Cu、Ag等
3) 电解质溶液或熔融电解质
4) 形成闭合回路
阳极:接电源正极
阴极:接电源负极
阳极、阴极
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01
电解原理
2、电解池的基本概念
阳极 阴极
物质失去电子,发生氧化反应,化合价升高的反应 物质得到电子,发生还原反应,化合价降低的反应
外电路电子流出的一极 外电路电子流入的一极
内电路阴离子移向的一极 内电路阳离子移向的一极
电势高的一极 电势低的一极
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01
电解原理
【实验4-2】
电解CuCl2溶液,你会观察到什么现象?
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01
电解原理
【实验4-2】
【现象】
【结论】
阳极:产生刺激性气味的气体,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
阴极:逐渐覆盖了一层红色物质
CuCl2溶液在通电下生成了 Cu 和 Cl2
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01
电解原理
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
向阴极迁移
向阳极迁移
Cu2+ > H+
放电顺序
还原反应
氧化反应
放电顺序
Cl- > OH-
2Cl- - 2e- = Cl2↑
Cu2+ + 2e- = Cu
放电、电解—P105
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放电顺序
Part 2
第二部分
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02
放电顺序
1、阳极放电顺序
金属单质失电子,发生氧化反应
若为活性电极:
若为惰性电极(Pt、Au、C等):
仅溶液中的阴离子放电
金属单质>
即失或得电子的顺序
(只导电,不反应)
S2->SO32->I ->Fe2+>Br ->Cl -> H2O(OH-) > 最高价含氧酸根离子(等) >F-
失电子顺序:
谁失去电子:电极材料、阴离子或H2O(OH-)
若是电解最高价含氧酸根,等同电解水(OH-)
金硫-留点铁修路
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02
放电顺序
即失或得电子的顺序
2、阴极放电顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+> Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
> H+(水)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
氧化性越强的离子优先放电:
水溶液中不放电,熔融态放电
谁得到电子:阳离子或H2O(H+)
若是电解Al3+、Mg2+ 、 Na+ 、 Ca2+ 、 K+,等同于电解水
上述顺序基本上与金属活动顺序一致,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
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02
书写电极反应式的方法
①判断电极材料
②明确溶液中存在哪些离子
③判断阴阳离子的放电顺序
(包括水的电离,分成阳离子组&阴离子组)
④根据阳极氧化,阴极还原完成电极反应式
(注意得失电子守恒)
⑤ 阴极+阳极反应式 = 总反应式
注明条件:电解
思考:电解时阴阳两极上发生的氧化还原反应还是自发进行的吗?
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电解规律
Part 3
第三部分
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03
电解规律
无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐(如HCl、CuCl2等)溶液的电解
阴极:2H+ + 2e- =H2↑
阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑
总反应:2HCl ====Cl2↑+H2↑
电解
1、电解电解质型:
(用惰性电极电解时)
实质:电解质本身被电解
增大
通入HCl
溶液pH变化:
溶液复原方法:
电解盐酸:
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03
电解规律
(用惰性电极电解时)
实例 电极反应 浓度 pH值 复原
CuSO4
阳极
阴极
阳极: 2H2O - 4e- = O2 ↑ +4H+
阴极:Cu2++ 2e- = Cu
减小
减小
加CuO
CuSO4溶液
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解
2、放氧生酸型:
不活泼金属的含氧酸盐 (如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。
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03
电解规律
(用惰性电极电解时)
阳极
阴极
NaCl溶液
实例 电极反应 浓度 pH 复原
NaCl
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极: 2H2O + 2e- =H2 ↑+2OH-
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
减小
增大
加HCl
3、放氢生碱型:
活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、K2S等)溶液的电解
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03
电解规律
(用惰性电极电解时)
阳极
阴极
Na2SO4溶液
实例 电极反应 浓度 pH 复原
Na2SO4
阳极: 2H2O - 4e- =O2 ↑+ 4H+
阴极: H2O+ 2e- = H2 ↑ +2OH-
变大
不变
加H2O
2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑
电解
4、电解水型:
含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如H2SO4、NaOH、Na2SO4 等)的电解。
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03
课堂练习
图中x﹑y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板有无色无臭的气体放出,符合这一情况的是 ( )
a极板 b极板 X电极 Z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
A
a
b
Z溶液
x y
. .
随堂练习
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谢谢
化学反应与电能
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