【高中化学】电解池第一课时课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能第二节电解池

第一课时

电解原理学习目标1、了解电解、电解池的概念，会描述电解池工作的原理；2、能熟练书写电解池电极方程式和总方程式；3、理解并掌握电解规律和电解产物的判断方法。知识回顾1、电解质的概念

2、什么是电解质的电离

3、什么是原电池

4、构成原电池的条件

水溶液或熔融状态下能够导电的化合物。电解质在水溶液或熔融状态下离解成自由移动离子过程。把化学能转化为电能的装置自发发生氧化还原反应两个电极、电解质溶液、形成闭合回路

G

ZnC写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：Zn–2e-=Zn2+正极：Cu2+

＋2e-=Cu电池总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu原电池是把化学能转变成电能的装置。CC如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？CuCl2溶液CuCl2知识回顾－－【实验4-2】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(如图4-9)，分别跟直流电源的正极和负极连接，把湿润的淀粉KI试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电,观察U形管内的现象及试纸颜色的变化。约3～5min后切断电源。与外电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红色物质

与外电源正极相连的碳棒表面出现小气泡，湿润淀粉-KI试纸变蓝。

新知探究现象：(1)通电前，CuCl2溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？思考(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？CuCl2＝Cu2++2Cl-

H2OH++OH-

阳离子：Cu2+H+（少）

阴离子：Cl-OH-（少）Cu2+、Cl—、H+（少）、OH-（少）无规则运动Cu2+、Cl—、H+（少）、OH-（少）定向运动新知探究电解氯化铜溶液的微观反应过程Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+通电前：Cu2+、Cl—H+（少）、OH-（少）无规则运动通电后：Cu2+、Cl—H+（少）、OH-（少）定向运动Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—两极上发生电子得失生成Cu、Cl2Cl2Cl2e-e-2Cl－－2e－

=Cl2↑（氧化反应）

Cu2+

＋2e－

=Cu（还原反应）阴极阳极阴极阳极新知探究Cu2+oooooooooooooooooooo－＋－＋阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置e-e-Cu2+

＋2e－

=Cu（还原反应）2Cl－－2e－

=Cl2↑（氧化反应）

电解氯化铜溶液的微观反应过程1、电解：使直流电通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化—还原反应的过程。（2）构成电解池的条件：①外加直流电源；与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极②阴、阳两根电极③电解质溶液或熔融电解质；2、电解池：电能转变为化学能的装置。CC一、电解的基础知识（1）概念：④形成闭合回路新知探究阳极阴极AgNO3溶液e-e-（3）电解反应原理阳离子：Ag+、H+阴离子：NO3-、OH-阴极阳极电极反应：

4OH--4e-=2H2O+O2↑电极反应：4Ag++4e-=4Ag氧化反应还原反应4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+电解碳棒碳棒2H2O-4e-=O2↑

+4H+

电解总反应新知探究一、电解的基础知识2、电解池：③电极反应：阳氧化、阴还原②离子流向：异性相吸①电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子导电，再从阳极流回正极总结新知探究（2）根据电子流动的方向判断（3）根据发生的反应判断与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为阳极；电子流出的一极为阳极，电子流进的一极为阴极；发生氧化反应的一极为阳极；发生还原反应一极的为阴极（1）根据电源正负极判断3、电解池中阴阳极的判断：新知探究一、电解的基础知识4、电解本质：

放电：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。思考：借助电流让电解质溶液（熔融电解质）中的阴、阳离子分别在两极失得电子发生氧化—还原反应。不同的阳离子在阴极放电（得电子能力）一样吗？不同的阴离子在阳极放电（失电子能力）一样吗？新知探究一、电解的基础知识（1）、放电规律1：阴极：氧化性强的阳离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。活性电极（金属）>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>非还原性含氧酸根>F－

阳极：还原性强的阴离子先失电子Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+

>Na+>Ca2+>K+

5、电解规律记住新知探究一、电解的基础知识电极材料的分类：（1）惰性电极：CPtAu（2）活性电极：除PtAu之外的其他金属材料特别注意：如果活性电极做阳极，则优先于电解质溶液中的阴离子而放电！（2）、电解规律2：新知探究5、电解规律记住一、电解的基础知识练习用石墨电极电解硫酸钠溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO42-H+

Na+OH－SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>>2H2O－4e－＝4H++O2↑4H2O+4e－＝2H2

↑+4OH－新知演练6、电极反应式和电解总反应式的书写（1）阳极：注意是否是惰性电极(C.Pt.Au)（2）阴极：关键：根据放电规律，阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）关键：根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）关键：总反应式=阳极反应式+阴极反应式（分析微粒来源与去向）

（弱电解质的须保持分子形式）（3）电解总反应式分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。一、电解的基础知识新知探究二、惰性电极电解电解质溶液的规律练习：H2SO4、NaOH、Na2SO4、HCl、CuCl2、NaCl、CuSO4

新知探究H2SO4用石墨电极电解硫酸溶液会有怎样的结果：

H2O

H++OH—

H2SO4

＝2H++SO42-

H+

OH－SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>2H2O－4e－＝4H++O2↑新知演练NaOH用石墨电极电解氢氧化钠溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

NaOH

＝Na++OH—

H+

Na+OH－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>4H2O+4e－＝2H2

↑+4OH－新知演练用石墨电极电解硫酸钠溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO42-H+

Na+OH－SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>>2H2O－4e－＝4H++O2↑4H2O+4e－＝2H2

↑+4OH－新知演练Na2SO41、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝＝O2↑+2H2↑电解电解后溶液中溶质的质量分数

，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的

即可。实质：电解水例如：电解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液增大水二、惰性电极电解电解质溶液的规律新知探究HCl用石墨电极电解HCl溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

HCl

＝H++Cl

-H+Cl

-

OH—

2Cl

-－2e－＝Cl2↑2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl

＝H2↑+Cl2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>2H++2Cl

-＝H2↑+Cl2↑电解新知演练CuCl2用石墨电极电解氯化铜溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

CuCl2

＝Cu2++2Cl

-Cu2+H+Cl

-

OH—

2Cl

-－2e－＝Cl2↑Cu2++2e－＝Cu总反应：CuCl

2＝Cu+Cl2↑电解阳极：阴极：阳离子阴离子>>Cu2++2Cl

-＝Cu+Cl2↑电解新知演练2、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溶液等电解后溶液中溶质的质量分数

，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的

(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑电解电解盐酸实质：电解质本身被电解减小溶质二、惰性电极电解电解质溶液的规律新知探究NaCl用石墨电极电解氯化钠溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

NaCl

＝Na++Cl

-H+Na+

Cl

-

OH—

2Cl

-－2e－＝Cl2↑2H++2e－＝H2↑总反应：2H2O+2Cl

-＝H2↑+Cl2↑+2OH－电解阳极：阴极：阳离子阴离子>>2H2O+2e－＝H2

↑+2OH－新知演练3、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解电解质和水都有一部分被电解消耗，同时生成新物质碱。电解后若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量相应的酸（HCl）二、惰性电极电解电解质溶液的规律新知探究CuSO4用石墨电极电解硫酸铜溶液会有怎样的结果：

H2OH++OH—

CuSO4

＝Cu2++SO42-Cu2+H+OH—

OH—

4OH—

－4e－＝O2↑+2H2O2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2Cu2++2H2O

＝2Cu+O2↑

+4H+电解阳极：阴极：阳离子阴离子>>2H2O－4e－＝4H++O2↑新知演练4、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

电解电解质和水都有一部分被电解消耗，同时生成新物质酸。电解CuSO4溶液电解后若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物（CuO）或该金属的碳酸盐(CuCO3)。二、惰性电极电解电解质溶液的规律新知探究电解类型

举例电极反应溶液pH变化溶液复原方法物质类别实例水电解含氧酸H2SO4

强碱NaOH

活泼金属的含氧酸盐Na2SO4

溶质电解无氧酸HCl

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2

溶质和水同时电解活泼金属的无氧酸盐NaCl

不活泼金属的含氧酸盐CuSO4

阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl—-2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH-阳极：2H2O-4e—=O2↑+4H+阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小增大不变增大增大减小H2OHClCuCl2

HClCuO电解水型！电解电解质型！放氧生酸型！放氢生碱型！

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣ阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+Ⅱ与Ⅳ区：如Na2SO4、H2SO4

、NaOH电解本身型：放氢生碱型：放氧生酸型：电解水型：Ⅰ与Ⅲ区：如CuCl2

、HClⅠ与Ⅳ区：如NaClⅡ与Ⅲ区：如CuSO4、AgNO3新知探究二、惰性电极电解电解质溶液的规律电解必须建立在电离的基础上发生氧化还原反应生成了新物质

只产生自由移动的离子电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2++2Cl-

电解质电离后再通直流电电解质溶于水或受热融化状态联系

特点

过程

条件电解电离

阴阳离子定向移动，在两极上得失电子成为原子