4.2.1电解原理 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解池第1课时，核心知识点为电解原理及应用。课堂导入从生活中高纯度铜制品提问，引出铜冶炼流程中的电解环节，通过电解CuCl₂溶液实验探究，过渡到离子放电顺序、电极反应等理论，构建“生活实际-实验探究-理论总结”的学习支架。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过电解CuCl₂溶液实验培养学生观察与分析能力，用离子放电顺序表和电解类型对比表格体现科学思维中的分类归纳，结合氯碱工业等应用深化化学观念。学生能提升逻辑思维与实验能力，教师可借助结构化资源高效开展教学。

第二节 电解池 第1课时 化学反应与电能 第四章 1 电解饱和食盐水(氯碱工业) 2 电解原理 1 本节重点 本节难点 知识导航 铜粒 铜电线 铜片 铜块 生活中所用的铜制品纯度都达到了99.99%，大自然中很难得到如此纯度的铜，那么，我们是通过什么方式得到的呢？ 新课导入 铜的冶炼工艺流程 1 2 3 4 5 原料 准备 矿石 浸出 溶液 净化 电解 精炼 精炼和 合金化 将含铜的矿石进行破碎和磨细，以便提高矿石的表面积 通过电解方法将铜离子还原成铜金属。在电解槽中，将浸出液作为电解质，两个电极(阴极和阳极)之间施加电压，阴极上析出纯铜金属 将破碎后的矿石浸入酸性溶液中，使溶解的铜离子进入溶液中，通常使用硫酸浸出 对浸出液进行净化处理，去除杂质和有害元素。常用的净化方法包括中和沉淀、溶解和再结晶等 对铜金属进行再次熔炼和精炼处理 电解是个啥？ 知识梳理 一、电解原理 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。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 实验步骤： 知识梳理 知识梳理 1、电解原理 实验室探究：电解得粗铜的原理 实验现象 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 实验结论： CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2 知识梳理 实验室探究：电解得粗铜的原理 通电前， Cu2+和Cl-在溶液中作自由运动 1、通电前CuCl2 溶液中含有哪些离子，如何运动？ CuCl2 Cu2+ + 2Cl- H2O H+ OH- + 自由运动 知识梳理 阳极 石墨 阴极 Cl－ Cu2＋ Cu2＋ Cu2＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cl－ Cu2＋ e- e- e- e- 阳极吸引阴离子 阴极吸引阳离子 异电相吸 定向移动 2、通电后离子如何运动？ 阴离子 移向 阳极 阳离子 移向 阴极 知识梳理 3、写出电解CuCl2溶液的电极反应式及总反应式？ 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应） 总反应：Cu2+ + 2Cl- === Cu + Cl2↑ 阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应） 电解 为什么阳离子是Cu2+ 先得电子，而不是H+ ？ Cu2+ H+ Cl- OH- 阳离子： 阴离子： 知识梳理 溶液中考虑部分 只在熔融状态下放电 2、离子放电顺序 阴离子放电顺序 S2- > I- > Br- > Cl- > OH- >含氧酸根> F- 还原性减弱 放电能力减弱 (与金属活动顺序表相反) 氧化性减弱 放电能力减弱 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > Pb2+ > Sn2+ >Fe2+ >Zn2+> H+ > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 阳离子放电顺序 溶液中考虑部分 考虑H+ 来处，来自于酸，还是H2O 知识梳理 1、电解是使电流通过____________或熔融电解质而在两个电极上引起__________反应的过程。 2、电解池（也叫电解槽）是将_________转化为___________的装置。 3、电极名称。 ①阴极：与电源________相连的电极，发生________反应。 ②阳极：与电源________相连的电极，发生________反应。 电解质溶液　 氧化还原　 电能　 化学能　 负极　 还原　 正极　 氧化　 一、电解原理 4、离子移动方向：①阳离子移向________ ； ②阴离子移向________。 阴极　 阳极　 5、电子移动方向：电子从________到________；从________到________。 负极　 阴极　 阳极　 正极　 阳氧阴还 知识梳理 4.用惰性电极电解HCl溶液 阳极：_____________________； 阴极：__________________。 1.用惰性电极电解NaOH溶液 阳极：_____________________；阴极：_____________________。 2.用惰性电极电解H2SO4溶液 阳极：_________________ ；阴极：_ _____________。 4H2O + 4e– ＝2H2↑+4OH- 4OH--4e-=O2↑+2H2O 4H+ + 4e- = 2H2↑ 2H2O -4e-=O2↑+4H+ 3.用惰性电极电解Na2SO4溶液 阳极：_____________________； 阴极：__________________。 2Cl- - 2e-=Cl2↑ 2H+ +2e- =H2↑ 练习1： 2H2O -4e-=O2↑+4H+ 4H2O + 4e– ＝2H2↑+4OH- 电解水 电解水 电解水 电解电解质 典例精讲 5.用惰性电极电解NaCl溶液 阳极：______________________________________； 阴极：______________________________________。 2Cl－－2e－==Cl2↑ 或 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 6.用惰性电极电解CuSO4溶液 阳极：______________________________________； 阴极：______________________________________。 或 2H2O - 4e–＝ O2 ↑+4H+ 放氢生碱型 放氧生酸型 2Cu2+ + 4e- =2Cu 4OH- - 4e- = O2↑+2H2O 2H++2e- = H2↑ 典例精讲 电解 类型 举 例 电极反应 溶液PH变化 溶液复原方法 物质类别 实例 阳极： 阴极： 阳极： 阴极： 阳极： 阴极： 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 减 小 增 大 不 变 H2O 增 大 HCl 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 CuCl2 4OH--4e-=O2↑+2H2O 4H+ + 4e- = 2H2↑ 2Cl- -2e-=Cl2↑ 2H+ +2e- =H2↑ 2Cl- - 2e-= Cl2↑ Cu2++2e- = Cu 电解水型 电解电解质本身型 阳极: 阴极: 阳极: 阴极: 放氢生碱型 放氧生酸酸型 活泼金属的无氧酸盐 不活泼金属的含氧酸盐 NaCl CuSO4 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 2H++2e- = H2↑ 4OH- - 4e- = O2↑+2H2O 2Cu2++4e- =2Cu 增 大 HCl 减 小 CuO 课堂小结 Page  16 1、下列哪个是原电池，哪个是电解池? √ √ 判断方法：是否有外加电源 √ HHCl 及时演练 电解池 原电池 图例 电极名称 阴 极 阳 极 负 极 正 极 电极反应 还原 反应 氧化 反应 氧化 反应 还原 反应 电子流向 电源负极→阴极 阳极→电源正极 负极→导线→正极 离子流向 阳离子→ 阴 极 阴离子→ 阳 极 阳离子→ 正 极 阴离子→ 负 极 能量转化 电 能转变为 化学 能 化学 能转变为 电 能 是否自发 反应 不能 自发进行 反应 能够 自发进行 小结——原电池与电解池对比 非自发或自发进行的氧化还原反应 课堂小结 1．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－==4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－==Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 答案　B 解析　①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 B 随堂演练 2．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　) A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 B 随堂演练 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 3．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) B 随堂演练 及时演练 及时演练 及时演练 1、注明电解池的组成。 2、标明氧化反应和还原反应发生区域。 3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。 绘制要求： 请同学们结合图4-10Ⅱ绘制反映电解池工作原理的示意图，并与同学们交流。 思考与讨论 拓展延伸 1、电解池的构成要素 ①有直流电源 ②有两个电极材料（金属或石墨） ③有电解质溶液（或熔融电解质） ④形成闭合回路 直流电源 两根棒一桶水 知识梳理 2、电解池工作原理示意图 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 发生氧化反应 发生还原反应 － ＋ 阳极 阴极 e- e- 电子导体 离子导体 阳极 发生氧化反应 还原剂 阴极 发生还原反应 氧化剂 拓展延伸 知能总结 课堂小结 课堂小结 课堂小结 6、　利用如图所示装置可制取H2，两个电极均为惰性电极，c为阴离子交换膜。下列叙述正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．工作时，OH－向左室迁移 C．右室电极反应为C2H5OH＋H2O－4e－===CH3COO－＋5H＋ D．生成H2和CH3COONa的物质的量之比为21 D 【变式训练1】　(2022·福建龙岩高二检测)如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电一段时间后，在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。则下列有关说法中正确的是(　　) A．a电极产生O2 B．两极产生的气体均有刺激性气味 C．通电一段时间后，稀Na2SO4溶液酸性增强 D．b电极附近呈无色，a电极附近呈红色 D 7、　用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：2 D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1 D 1．电解时电极产物的判断 2．电解后溶液pH的变化规律 (1)电极区域：①当阴极是由H＋放电产生H2时，阴极区pH变大；②当阳极是由OH－放电产生O2时，阳极区pH变小。 (2)电解质溶液：①电解过程中，既产生H2，又产生O2，实质是电解水，溶液浓度增大(饱和溶液除外)，因而原溶液若呈酸性，则pH变小；原溶液若呈碱性，则pH变大；原溶液若呈中性，则pH不变。②电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。③电解过程中，只产生H2，溶液中OH－浓度增大，pH变大。④电解过程中，只产生O2，溶液中H＋浓度增大，pH变小。 3．对于电解质溶液复原的问题，不仅要求溶质不变，还要注意溶质的浓度也不变。恢复电解质溶液，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。 $