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

高中化学课件围绕电解池概念、构成要素、工作原理及离子放电顺序展开，通过实验室电解CuCl₂溶液探究导入，从宏观现象到微观离子运动、电极反应分析，搭建前后知识联系的学习支架，帮助学生理解电能与化学能转化。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，结合实验现象证据推理离子迁移及放电规律（科学思维），用表格归纳电解类型及反应、pH变化等模型。实例清晰，如电解CuCl₂实验现象与结论分析，助力学生形成微观思维，教师可依托此突出重难点，提升教学效率。

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 课时1 电解池 选择性必修1 2.理解电解池的工作原理。 学习目标 本节重点 本节难点 1.了解电解的概念，熟悉电解池的构成要素。 3.熟悉常见阴离子的还原性或阳离子的氧化性强弱，掌握放电顺序。 2 教师点拨 实验室探究：电解得粗铜的原理 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材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极(阳极)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。 实验现象 实验结论 电流表指针____________ 说明电解质溶液导电，形成_________ 电极b上逐渐覆盖了一层____________ _____________________ 电极a上有________________的气体产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸____ _____________________ 发生偏转 红色物质 刺激性气味 变蓝 闭合回路 析出金属铜 产生了氯气 教师点拨 实验装置 阴极 与直流电源的负极相连 阳极 与直流电源的正极相连 CuCl2溶液 与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的固体 与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生 CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 实验结论 教师点拨 电解原理 (1) 通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？ 离子自由运动(不规则运动） Cu2+、Cl−、H+、OH− CuCl2 = Cu2+ + 2Cl− H2O ⇌H+ + OH− (2) 通电后：CuCl2溶液中的离子如何移动？ －－ C C Cu Cl2 阴极 CuCl2溶液 ＋ － 阳极 Cl−/OH− 向阳极，Cu2+/H+ 向阴极移 e- e- 阳极上Cl-失去电子发生氧化反应 阴极上Cu2+得到电子发生还原反应 阳离子(Cu2+)向阴极(与直流电源的负极相连)迁移 阴离子(Cl-)向阳极(与直流电源的正极相连)迁移 2Cl--2e- =Cl2↑ Cu2++ 2e- = Cu 教师点拨 一、电解和电解池 ① 具有直流电源； ② 两个电极； ③ 电解质溶液或熔融电解质； ④ 形成闭合回路。 (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： 阳极：接电源正极 阴极：接电源负极 活性电极：Fe、Cu、Ag等 惰性电极：C、Pt、Au等 教师点拨 (4) 电解池的工作原理 阴离子 阴极 阳极 氧化 反应 还原 反应 阳离子 e- e- 阴离子移向______ 阳离子移向______ 阳极 阴极 离子流向 电子流向 电源____极流向____极 ____极流向电源____极 负 阴 阳 正 电源连接 电极现象 阴极电极本身不参与反应 教师点拨 离子放电顺序 溶液中只考虑部分 阴离子放电顺序 S2- >Fe2+ >I- > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F- 还原性减弱 放电能力减弱 阳极产物 Mn+ S I2 Br2 Cl2 碱 → O2 和 H2O 水 → O2 和 H+ Fe3+ 金属失电子，发生氧化反应 阳极（优先考虑电极材料）若为活性电极(Mg-Ag)： 若为惰性电极(Pt、Au、C等)： 仅溶液中的阴离子放电 (只传递电子本身不失电子) 水溶液中不放电 活泼金属＞ K/Ca/Na在水溶液中与水反应而不作电极材料 水溶液中不放电 熔融态放电 教师点拨 离子放电顺序 溶液中只考虑部分 阳离子放电顺序 氧化性减弱 放电能力减弱 (与金属活动顺序表相反) 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。 Ag+ > Hg+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ > Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+ > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 阴极产物 Ag Hg Fe2+ Cu H2 浓度很大时排在H+前 H2 和 OH− (酸) 教师点拨 (4) 电解池的工作原理 判电极 阴极 阳极 活性阳极(Pt、Au 以外的金属) 惰性阳极(Pt、Au、石墨等) 找离子 找全离子、分两组；别忘了H2O电离的H+和OH− 定顺序 确定离子或分子的放电顺序 写反应 定最终产物，写反应式 解答 离子浓度、pH、Δm、电子转移数、溶液复原等 教师点拨 二、酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极） (1) 电解电解质本身: 电解盐酸、CuCl2溶液 电解质 <m>HCl</m> <m>CuCl2</m> 阳极反应式 阴极反应式 总反应 pH 变化 - 复原加入物质 2Cl--2 e- =Cl2↑ Cu2++ 2e-=2Cu CuCl2 Cu+Cl2 ↑ 电解 2HCl Cl2↑ +H2↑ 电解 2H+＋2e-= H2↑ 增大 CuCl2 HCl 电解质溶液复原方法 (元素守恒法) 看总反应的产物中什么元素脱离溶液(生成固体或气体)，加入阴极与阳极的固/气产物元素的合并的化合物 “少什么加什么，少多少加多少” 无氧酸 不活泼金属的无氧酸盐 教师点拨 (2) 电解水型：电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液 电解质 <m>H2SO4</m> <m>NaOH</m> <m>Na2SO4</m> 阳极反应式 阴极反应式 总反应 pH 变化 复原加入物质 2H2O- 4e=4H+ +O2 ↑ 不变 H2O 2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑ 电解 含氧酸 强碱 活泼金属的含氧酸盐 减小 2H2O-4e-=4H+ +O2↑ 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 4OH－-4e－=2H2O +O2↑ 4H2O +4e－=2H2 ↑+ 4OH- 增大 2H2O +2e－=H2 ↑+ 2OH- 教师点拨 (3) 放出氢气生成碱型：电解NaCl、KCl、MgCl2溶液 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 阴极反应式 总反应 pH 变化 复原 活泼金属的无氧酸盐 2Cl- - 2e- = Cl 2↑ 2H ++ 2e- =H2 ↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑ 增大 HCl 减小 CuO 2H2O - 4e- = O2 ↑4H+ Cu2++ 2e- = Cu 2CuSO4+ 2H2O =2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4 (3) 放出氧气生成酸型：电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 不活泼金属的含氧酸盐 教师点拨 电解池 电解原理 放电顺序 电解水型 放H2­生碱型 电解电解质型 放O2­生酸型 电解规律 反应式的书写 活性阳极＞S2−＞I− ＞Br− ＞Cl− ＞OH− Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ 判电极 找离子 定顺序 写反应 $