【高中化学】电解池的工作原理+课件+高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修一

专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第4课时电解池的工作原理教学目标核心素养1．了解电解的概念，熟悉电解池的构成条件。2．理解电解原理。3．掌握电解池电极反应式的书写。宏观辨识与微观探析：理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。温故知新如何在工业生产中实现此过程？在此过程中能量的转化形式是什么？电解熔融NaCl工业上分别以NaCl和Al2O3为原料，生产金属钠和铝。1．通电前后，熔融态氯化钠中Na+和Cl-的运动有何差异？请在图中用箭头表示Na+和Cl-的运动情况。－＋阴极阳极Ⅱ通电后Ⅰ通电前Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+交流讨论2．通电后，电极表面分别发生了什么化学反应？请写出两电极上发生反应的电极反应式以及总反应方程式。阳极：________________________________阴极：_________________________________总反应：_______________________________2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑氧化反应还原反应2NaCl====2Na+Cl2↑通电交流讨论交流讨论3．请分析电解过程中电子的流向。e－负极阴极e－阳极正极Cl－Na＋注意：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动使直流电通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阳极、阴极引起非自发氧化还原反应的过程。1．电解和电解池(1)电解(2)电解池把电能转化成化学能的装置。阴极阳极氯气钠熔融NaCl(1)直流电源(2)阴阳极(3)电解质溶液或熔融电解质(4)形成闭合回路阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连电解法是最强有力的氧化还原手段2．电解池构成条件3．电解池的工作原理：阳离子阴离子e-离子导体e-氧化反应还原反应离子定向移动的方向：

电子流向：

负极→阴极，阳极→正极。阳离子→阴极，阴离子→阳极。活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极(铂、金、石墨)：

仅导电，不反应1．如果利用电解NaCl的装置电解CuCl2溶液，能否得到金属Cu？－＋oooooooooooooooooooo阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置e-e-e-e-2．根据实验事实解释，在直流电作用下，CuCl2溶液中哪些离子优先在电极上发生反应，并写出电极反应式和总反应方程式。观察思考装置实验现象实验结论电流计指针发生偏转电解质溶液导电，形成闭合回路与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色固体b极析出金属铜阴极：Cu2＋＋2e－===Cua极上产生能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝且有刺激性气味的气体a极上有氯气生成阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑CuCl2Cu+Cl2↑电解观察思考闭合回路特点：e－负极阴极e－阳极正极溶液中离子定向移动阳离子阴离子溶液中氢离子和氢氧根离子定向移动吗？为什么它们没有放电？氧化性：Cu2+＞

H+还原性：Cl-＞

OH-4．离子的放电顺序阴极：氧化性强的离子先得电子注意：1．金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。

2．阴极电极不放电。

阳极：还原性强的离子先失电子Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>

Sn2+>Fe2+>Zn2+

>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式。溶液阴极反应式阳极反应式总反应H2SO4NaOHNa2SO4盐酸NaClCuSO42H2O===

O2↑+2H2↑电解电解2Cu2++2H2O===

2Cu+O2↑+4H+2H＋+2Cl－

===

Cl2↑+H2↑电解2Cl-+2H2O===

Cl2↑+H2↑+2OH-电解交流讨论4H＋＋4e－===2H2↑2H＋＋2e－===H2↑2H＋＋2e－===H2↑2Cu2＋＋4e－===2Cu4H＋＋4e－===2H2↑4H＋＋4e－===2H2↑4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4OH－－4e－===O2↑＋2H2O4OH－－4e－===O2↑＋2H2O2Cl－－2e－===Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O===

O2↑+2H2↑电解2H2O===

O2↑+2H2↑电解(1)电解水型5．电解类型实例阴极反应式阳极反应式pH变化复原加入物质H2SO44H＋＋4e－===2H2↑4OH－－4e－===O2↑＋2H2ONaOHNa2SO4电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的最高价含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液，电解实质是电解水。减小增大不变H2O实例阴极反应式阳极反应式pH变化复原加入物质盐酸2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑CuCl2Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑(2)电解电解质型电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等，实质是电解电解质。5．电解类型增大HClCuCl2实例阴极反应式阳极反应式pH变化复原加入物质NaCl2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑CuSO42Cu2＋＋4e－===2Cu4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(3)电解质和水都发生电解型电解原理电解活泼金属的无氧酸盐溶液或不活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaCl、MgCl2、CuSO4、AgNO3溶液等。5．电解类型减小增大HClCuO或CuCO31．请写出用惰性电极下列电解反应的电极反应及总反应。阴极：_________________________________阳极：_________________________________总反应：_________________________________(1)电解K2SO4溶液：(2)电解AgNO3溶液：阴极：_________________________________阳极：_________________________________总反应：_________________________________2H2O－4e－

===

4H++O2↑4Ag++2H2O

====

4Ag+O2↑+4H+电解4Ag++4e-

===

4Ag2H2O－4e-

===

4H++O2↑4H2O+4e-===

4OH-+2H2↑2H2O

====

2H2↑

+O2↑电解理解应用解答电解原理题的一般思路[以惰性电极电解AgNO3溶液为例]阴极→负极；阳极→正极分电极

析溶液阳离子→阴极，阴离子→阳极判移向

定顺序阴极：4Ag++4e-

===

4Ag阳极：4OH－－4e－===

O2↑＋2H2O书极式方法导引电解的反应规律(1)阴极：发生还原反应的是溶液中的阳离子。

阳离子放电顺序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……(2)阳极：活性电极或阴离子失电子被氧化而溶入溶液中。

放电顺序：活性电极>S2－>I－>Br－＞Cl－>OH－>含氧酸根离子。方法导引(4)电解质溶液恢复原状的方法：少什么加什么，少多少加多少。(3)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大；若阴极为H＋放电，同时阳极为OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。电解的反应规律方法导引电源、电极、电极反应关系与电源正极相连阳极阴极与电源负极相连————发生氧化反应阳离子移向阴离子移向————发生还原反应→→↑↑电子流入电子流出课堂小结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＋向负极方向移动解析

①为电解池，电解水，阳极的电极反应式为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，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。巩固练习B2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则