4.2 电解池导学案2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

电解池 人教版（2019）高中化学选择性必修1《化学反应原理》第四章第二节 导学案 课时安排：2 课时（第 1 课时：电解原理；第 2 课时：电解原理的应用） 一、学习目标 1. 理解电解池的概念和构成条件，能判断电解池的阴、阳极。 2. 理解电解原理，能正确书写电极反应式和总反应方程式。 3. 了解氯碱工业、电镀、电冶金等电解原理的重要应用。 4. 发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等化学学科核心素养。 二、重难点 重点：电解原理；电极反应式的书写；阴、阳离子的放电顺序。 难点：电解后溶液 pH 变化与产物判断；电解原理的综合应用。 三、课前知识回顾 1. 电解质在水溶液中或熔融状态下能导电，其导电依靠的是自由移动的________。 2. 氧化反应是物质________电子的过程；还原反应是物质________电子的过程。 3. 电流从电源________极流出，经外电路回到________极；电子从电源负极流出，经外电路回到正极。 4. CuCl2 在水溶液中电离：CuCl2 = ________ + ________。 四、课前自主学习 活动一：认识电解池 1. 电解是使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起________反应的过程；电解池是把________能转化为________能的装置。 2. 构成电解池需要满足的条件： （1）外接________电源； （2）两个电极（________极和________极）； （3）电解质溶液（或熔融电解质）； （4）形成________回路。 3. 电极规定：与电源负极相连的是________极，与电源正极相连的是________极；阴极发生________反应，阳极发生________反应。 活动二：电解原理（电解 CuCl2 溶液） 图1 电解 CuCl2 溶液工作原理示意图 1. 通电前：CuCl2 溶液中存在自由移动的 Cu2+ 和 Cl-。 2. 通电后：电子从电源负极流向阴极，Cu2+ 在阴极得到电子被还原成 Cu；Cl- 在阳极失去电子被氧化成 Cl2。 阴极反应式：________________（________反应）； 阳极反应式：________________（________反应）； 总反应：CuCl2 --通电--> ________________。 3. 离子迁移：溶液中________移向阴极，________移向阳极。 4. 电子流向：电源________极 → 阴极；阳极 → 电源________极。 活动三：电极反应式的书写与放电顺序 1. 阴极发生________反应（阳离子得电子）。常见阳离子放电顺序（由易到难）： Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸）> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+（水）> Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ 2. 阳极发生________反应（阴离子失电子）。用惰性电极（石墨、Pt）时，常见阴离子放电顺序： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根（如 SO42-、NO3-） 若阳极是________电极（如 Cu、Ag 等金属），则电极本身优先失电子溶解。 3. 书写要点：先判断________极和________极，再按放电顺序确定实际放电的离子，最后配平。 活动四：电解饱和食盐水（氯碱工业） 1. 通电前：饱和食盐水中存在 Na+、Cl-、H+、OH-。 2. 通电后（Cl- 比 OH- 更易失电子，H+ 比 Na+ 更易得电子）： 阳极：________________（氧化反应）； 阴极：________________（还原反应）； 总反应：2NaCl + 2H2O --通电--> ________________。 3. 工业上把电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气的工业叫做________工业。 活动五：电镀 1. 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 2. 以铁制品上镀铜为例：待镀制品（铁）作________极；镀层金属（铜）作________极；电镀液中含有________离子（如 CuSO4 溶液）。 3. 电极反应： 阳极（铜）：________________（氧化反应，溶解）； 阴极（铁）：________________（还原反应，析出）。 4. 特点：“一多、一少、一不变”——阴极上镀层金属沉积（质量________），阳极上镀层金属溶解（质量________），电镀液中镀层金属离子浓度________。 活动六：电冶金 1. 活泼金属（如 Na、Mg、Al）的冶炼常用电解法。 2. 电解熔融 NaCl 制金属钠： 阴极：________________；阳极：________________； 总反应：2NaCl（熔融）--通电--> ________________。 3. 电解熔融 Al2O3 制金属铝（需加冰晶石作助熔剂）： 阴极：________________；阳极：2O2- - 4e- = O2↑。 五、合作探究 探究一：电解 Na2SO4 溶液 用惰性电极电解 Na2SO4 溶液，判断阴、阳极产物并写出电极反应式。（提示：Na+、SO42- 都难放电，实际是电解水。） 阴极：________________；阳极：________________； 总反应：________________。 探究二：电解 CuSO4 溶液后溶液 pH 的变化 用惰性电极电解 CuSO4 溶液一段时间后，溶液的 pH 如何变化？为什么？ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu；阳极：2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+； 总反应：2CuSO4 + 2H2O --通电--> 2Cu + O2↑ + 2H2SO4； 结论：溶液 pH________，因为生成了________，溶液酸性增强。 六、课堂小结 1. 电解池是把________能转化为________能的装置。 2. 阴极与电源________极相连，发生________反应；阳极与电源________极相连，发生________反应。 3. 电子从电源________极流向阴极，从阳极流回电源________极；溶液中阳离子移向________极，阴离子移向________极。 4. 电解原理的重要应用有________工业、________、________等。 七、当堂检测 题目 1（单选）：下列关于电解池的叙述正确的是（　） A. 电解池是将化学能转化为电能的装置 B. 与电源正极相连的是阴极 C. 阴极发生氧化反应 D. 电解时，溶液中阳离子移向阴极 答案：D 解析：电解池把电能转化为化学能（A 错）；与电源正极相连的是阳极（B 错）；阴极发生还原反应（C 错）；电解时阳离子移向阴极（D 对）。 题目 2（多选）：用惰性电极电解 CuCl2 溶液，下列说法正确的是（　） A. 阴极析出 Cu B. 阳极产生 Cl2 C. 阴极反应式为 2Cl- - 2e- = Cl2↑ D. 电解过程中溶液中 Cu2+ 浓度逐渐减小 答案：A、B、D 解析：C 错，那是阳极反应式；Cu2+ 在阴极不断析出，溶液中 Cu2+ 浓度逐渐减小（D 对）。 题目 3（单选）：电解饱和食盐水时，下列说法正确的是（　） A. 阳极产物是 H2 B. 阴极产物是 Cl2 C. 阴极反应式为 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- D. 电解后溶液呈中性 答案：C 解析：阳极产物是 Cl2，阴极产物是 H2 和 NaOH；电解后生成 NaOH，溶液呈碱性（D 错）。 题目 4（单选）：在铁制品上镀铜，下列说法正确的是（　） A. 铁制品作阳极 B. 铜作阴极 C. 电镀液可用 CuSO4 溶液 D. 电镀过程中溶液中 Cu2+ 浓度明显增大 答案：C 解析：铁制品作阴极、铜作阳极（A、B 错）；阳极铜溶解补充 Cu2+、阴极析出 Cu，电镀液中 Cu2+ 浓度基本不变（D 错）。 题目 5（多选）：下列说法正确的是（　） A. 电解池中，与电源负极相连的是阴极 B. 活泼金属作阳极时，阳极本身优先失电子溶解 C. 电解熔融 NaCl 可制取金属钠 D. 电解过程是把电能转化为化学能 答案：A、B、C、D 解析：四项均正确。阴极与电源负极相连；活性电极作阳极时自身优先溶解；电解熔融 NaCl 是工业制钠的方法；电解是电能转化为化学能的过程。 参考答案 一、课前知识回顾 1. 自由移动的离子 2. 失去；得到 3. 正；负 4. Cu2+；2Cl- 二、活动一：认识电解池 1. 氧化还原；电；化学 2.（1）直流　（2）阴；阳　（3）电解质溶液（或熔融电解质）　（4）闭合 3. 阴；阳；还原；氧化 三、活动二：电解原理（图1 后填空） 2. 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu（还原反应）；阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）； 总反应：CuCl2 --通电--> Cu + Cl2↑ 3. 阳离子（Cu2+）；阴极；阴离子（Cl-）；阳极 4. 负；正 四、活动三：电极反应式的书写与放电顺序 1. 还原 2. 氧化；活性 3. 阴；阳；放电 五、活动四：电解饱和食盐水（氯碱工业） 2. 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑；阴极：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-； 总反应：2NaCl + 2H2O --通电--> 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 3. 氯碱 六、活动五：电镀 2. 阴；阳；镀层金属 3. 阳极：Cu - 2e- = Cu2+；阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 4. 增加；减少；基本不变 七、活动六：电冶金 2. 阴极：2Na+ + 2e- = 2Na；阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑；总反应：2NaCl（熔融）--通电--> 2Na + Cl2↑ 3. 阴极：Al3+ + 3e- = Al 八、合作探究 探究一：阴极 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-；阳极 2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+；总反应 2H2O --通电--> 2H2↑ + O2↑（实质是电解水） 探究二：减小；H2SO4（硫酸） 九、课堂小结 1. 电；化学 2. 负；还原；正；氧化 3. 负；正；阴；阳 4. 氯碱；电镀；电冶金 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $