1.3.1 电解的原理 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解原理及应用，从人类冶炼金属历程切入，以钠的冶炼为例，通过电解熔融氯化钠实验，构建电解池构成、电极反应、离子移动等知识支架，衔接原电池对比及放电顺序。 亮点在于以历史情境和实验探究驱动，通过原电池与电解池对比及放电顺序、电解类型系统分类，结合应用体验题巩固。落实化学观念与科学思维，助学生建立能量转化认知，提升分析能力，教师可高效推进教学。

第3节 电能转化为化学能——电解 第1课时 电解的原理 授课教师： 孙 榕 第一章 化学反应与能量转化 选 择 性 必 修 一 物理方法热分解法 热还原法 电解法 钠的性质很活泼，工业上常用电解熔融氯化钠的方法来冶炼金属钠。 ml 人类冶炼金属的历程 Cl- Na + 向与直流电源负 极相连的电极移动 Cl-向与直流电源正 极相连的电极移动 铁电极 石墨电极 通电后， 外电路电子如何运动？ 内 电路离子如何运动？ 电子移动 负极移向铁电极 石墨电极移向正极 离子移动 - I ml 一、 电解熔融氯化钠 通电前： 离子做无规则运动 通电后： (直流电) Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Cl- Na+ Cl- Na+ Na+ Na+ e- e- Na+ Cl- Na+ Na+ Na+ 根据实验现象， 推测两个电极表面的Na+ 和Cl-将分别发生什么 电极反应? 实验现象： 石墨片周围有气泡产生， 铁片上生成银白色金属。 - I 2Na+ + 2e- = 2Na 2Cl- - 2e- = Cl2 ↑ 还原反应 氧化反应 ml 一、 电解熔融氯化钠 阴极 阴极 阳极 阳极 石墨电极 Cl- Cl- Na+ Cl- 铁电极 ? Na+ Cl- Cl- e- e- 电解水、 电解熔融氯化钠、 电 解熔融氧化铝.... 电解池通过将电能转化为化学能， 可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行， 这对于化工生产、 金属冶炼、 实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。 回顾所学知识， 你学过哪些电解反应？ ml 一、 电解熔融氯化钠 1 、 电解： 将 直流电通过熔融电解质或电解质溶液， 在两个电极上分别发生 氧化 反应和 还原反应的过程。化学变化 2 、 电解池 （1） 定义： 将电能转化为化学能的装置。 （2） 构成条件： ①外加的直流电源 ②电极材料 ③电极反应物 ④闭合回路 电子导体——导线 离子导体——电解质溶液或熔融电解质 ml 二、 电解的原理 阳极 3 、 电极 阳极——发生 氧化 反应的电极(与电源 正极 相连)； 阴极——发生 还原 反应的电极(与电源 负极 相连)。 电子移动 负极移向阴极 阳极移向正极 离子移动 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 “ 阳氧阴还 ” “ 阴阳协调 ” “ 电子不下水， 离子不上岸 ” ml 二、 电解的原理 阴极 比较 原 电池 电解池 能量转化 化 学 能→ 电 能_ 电 能_→化 学 能_ 装置特征 无电源 （自发的氧化还原反应/浓差电池） 有电源 （不需要自发的氧化还原反应） 电极反应 氧化 负极： 电子流出 的电极 还原正极： 电子流入 的电极 氧化 阳极： 与 电源正极 相连 还原 阴极： 与 电源负极 相连 电子流向 负极到正极 电源负极→ 阴极 阳极→ 电源正极 离子 移动方向 阳离子向正极移动 阴离子向 负极移动 阳离子向阴极 移动 阴离子向阳极 移动 电池反应 . . . . . . . 都发生氧化还原反应 ml 二、 电解的原理 【原电池和电解池比较】 通电前， 氯化钠溶液中含有的离子： H＋ 、 Na＋ 、 Cl－ 、 OH- 通电后， Na＋ 、 H＋移向阴极， Cl－ 、 OH－移向阳极。 电解氯化钠溶液可以得到单质钠吗？ 阳极1： 2Cl--2e-=Cl2 ↑ 阳极2： 4OH--4e-=2H2O+O2 ↑ 阴极1： Na++e-=Na 阴极2： 2H++2e-=H2 ↑ NaCl=Na++Cl- H2O⇌H++OH- ml 三、 放电顺序 Cl－ 、 OH- H＋ 、Na + 阴 阳 【总结】 （1） 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。 （2） 阴极是阳离子放电， 与 电极材料无关， 电极材料仅起导电作用。 uFe3+得电子能力比 u这4种金属离子浓度较Cu2+ 强， 第一阶段 大时， 先于H水+放电。 Fe3+ 只被还原为 Fe2+ u Al3+~ K+ 水溶液中不放电， 熔融状态下放电， 制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H2O) 1 、 阴极： 溶液中的阳离子得电子， 发生还原反应。 得到电子， 从左到右由易到难 ml 三、 放电顺序 电极的分类： 在电解时， 根据电极本身是否参与氧化还原反应， 可把电极分为惰性电极和活性电极两类: ① 惰性电极(C 、 Pt 、 Au)： 只起导电作用， 不参与反应 ② 活性电极(除Pt 、 Au外的其余金属)， 阳极若为活性电极则比溶液中 活性电极>S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH-(H2O)>含氧酸根 （SO42- 、 NO3- 、 CO32-） >F- 用金属活性电极： 金属失电子。 用惰性电极： 阴离子失电子 2 、 阳极： 阴离子或者金属活性电极放电， 发生氧化反应。 失去电子， 由易到难 电解质更优先在阳极放电。 ml 三、 放电顺序 在水溶液中不放电 例题： 电解稀盐酸的装置， 其中c 、 d为石墨电极。 试回答下列问题： (1)a电极为_正极 ， b电极为 负_极 。 (2)c电极为 阳_极 ， 电极反应式为_2Cl－－2e－===Cl2 ↑ ,发生了_氧化 反应。 d电极为 阴极_， 电极反应式为 2H＋＋_2e－===H2 ↑_， 发生了_还原 反应。 (3)电解过程中， 氢离子向__阴__(填 “ 阴 ”或 “ 阳 ”， 下同)极移动， 氯 离子向_阳 _极移动。 电解总反应为___________________________。 3 、 电极方程式的书写 ml 三、 放电顺序 (1)电解H2SO4 溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ (2)电解Na2SO4 溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ (3)电解NaOH溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ 提示： 阴极放电顺序： Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2 + >H＋ (酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H+ (水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋ 。 阳极放电顺序： 活泼金属阳极>S2－>I- >Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－ 。 1 、 电解水型 含氧酸、 强碱溶液、 活泼金属的含氧酸盐 恢复电解质浓度：加入H2O 电解后的pH变化：酸更酸、 碱更碱 ml 四、 电解类型 (1)电解HCl溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ (2)电解CuCl2 溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ 提示： 阴极放电顺序： Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2 + >H＋ (酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H+ (水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋ 。 阳极放电顺序： 活泼金属阳极>S2－>I- >Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－ 。 2 、 电解自 身型 不含氧酸、 不活泼金属的无氧酸 （除F-） 盐 恢复电解质浓度： 加入电解质 （气体/固体） ml 四、 电解类型 3 、 电解电解质和水型 (1)活泼金属的不含氧酸 （除F-） 盐 电解NaCl溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ (2)电解不活泼金属的含氧酸盐 电解CuSO4 溶液 阳极： ____________________________ 阴极： ____________________________ 恢复电解质浓度：加入HCl气体 恢复电解质浓度： ml 四、 电解类型 CuO Cu2O CuCO3 pH下降 pH上升 (√) 用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液， 最初一段时间阴极和 阳极生成的物质分别是铜和氯气 (√) 用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－===Na (×)用石墨作阴极 、 铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2 O- 4e－===O2 ↑ + 4H + (√) 用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O 4Ag＋4H＋＋O2 ↑ (√)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HCl CuCl2＋H2 ↑ $