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

化学反应与电能 第二节 电解池 从导电原理来看，电解质导电与金属导电有何不同？ 金属 自由电子 电解质 自由离子 物理变化 ？？？？ 思考 电解水的原理是什么？ 里面蕴含什么能量之间的转化？ 思考 CuCl2溶液导电实验 探究实验一 （1）电子流动方向 （2）离子移动方向 （3）电极反应 （4）电解反应 阳极 阴极 阳极：有黄绿色气体生成，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 阴极：有红色固体生成。 e- e- Cu2+ Cl- 2Cl- -2e- = Cl2↑ Cu2+ + 2e- = Cu↓ 氧化反应 还原反应 电解池反应： CuCl2 == Cu↓ + Cl2↑ 电解 CuCl2溶液导电实验 探究实验一 阳极 阴极 阳极： 阴极： e- e- H+ OH- 2H2O - 4e- = O2↑+ 4H+ 4H2O + 4e- = 2H2 ↑ + 4OH- 氧化反应 还原反应 电解池反应： 2H2O == 2H2↑ + O2↑ 电解 思考 1.电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 2.能量转化形式 电能转化为化学能。 一、电解原理 3. 电解池 (1)构成条件 ①外接电源 ②有与电源相连的两个电极 ③电解质溶液(或熔融盐) ④形成闭合回路。 一、电解原理 3. 电解池 (2)电极名称及电极反应式(如图) 一、电解原理 阳极 阴极 e- e- Cu2+ Cl- 阳极：氧化反应 阴极：还原反应 还原剂 – e- → 氧化产物 氧化剂 + e- → 还原产物 3. 电解池 (3)电子和离子的移动方向(如图) 一、电解原理 阳极 阴极 e- e- Cu2+ Cl- A— （碳） 自来水 —B （铁） A— （碳） 蒸馏水 —B （铁） 电解生活饮用水 探究实验二 4.阴阳两极上放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 一、电解原理 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： 酸或水电离出来的 一、电解原理 4.阴阳两极上放电顺序 (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 碱或水电离出来的 一、电解原理 4.阴阳两极上放电顺序 A— （碳） 自来水 —B （铁） A— （碳） 蒸馏水 —B （铁） 电解生活饮用水 探究实验二 C C 电解质溶液：H2SO4 阳极：4 H2O -4e- = O2↑+ 4H+ 阴极：4H+ + 4e- = 2H2 ↑ 总反应：2H2O === 2H2↑ + O2↑ 电解 试一试 Fe Cu 电解质溶液：H2SO4 阳极：Cu -2e- = Cu2+ 阴极：2H+ + 2e- = H2 ↑ 总反应：Cu + 2H+ === Cu2+ + H2↑ 电解 试一试 充电电池 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 负极： 正极： 充电 放电 阳极： 阴极： 阳离子交换膜 (1)电极反应 阳极反应式： 阴极反应式： (2)总反应方程式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－ = H2↑+ 2OH- NaOH 浓溶液 NaCl 稀溶液 NaCl 浓溶液 NaOH 稀溶液 二、电解原理的应用 1. 氯碱工业 2.电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作 极，镀层金属银作 极。 (2)电解质溶液是 。 阳 AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液 阴 (3)电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。 Ag－e－===Ag＋ Ag＋＋e－===Ag 阳 阴 不变 二、电解原理的应用 3.电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠 电极反应： 阳极： ；阴极： 。 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na (2)冶炼铝 电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 6O2－－12e－===3O2↑ 4Al3＋＋12e－===4Al 冰晶石 二、电解原理的应用 冰晶石Na3AlF6 24 4.电解精炼铜 二、电解原理的应用 粗铜 含杂质( Zn Fe Ni Ag Au 等) 纯铜 粗铜 阳极： Zn－2e-＝Zn2+ Fe－2e-＝ Fe2+ Ni－2e-＝ Ni2+ Cu －2e-＝ Cu2+ Zn Fe Ni Cu Ag Au 阴极: Cu2+ + 2e- → Cu 阳极泥 问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ CuSO4溶液 25 27 Pb＋SO－2e－===PbSO4 PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O PbSO4 + 2e－=== Pb＋SO PbSO4＋2H2O- 2e－=== PbO2＋4H＋＋SO 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ $