电解原理-高二化学教学课件（人教版选择性必修1）

第一章化学反应的热效应第四章化学反应与电能第二节电解池本节重点电解过程分析和电解原理第1课时

电解原理科学史话在戴维之前，人类发现的元素不足三十种，而在戴维发明电解法之后短短44年间，人类发现的元素高达31种之多，这是多么惊人的变化！英国化学家汉弗莱·戴维1807年，英国化学家戴维把电池连上电极，放入熔融的钾的化合物中，在阴极附近产生了银白色金属，它们遇到空气就瞬间燃烧，产生紫色的火焰。请辨别以下装置哪个是电解池，哪个是原电池？它们的区别是什么？CuSO4

CuZnA主题1:认识电解池1.电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质），而在阴极\阳极引起氧化还原反应的过程，称为电解。2.电解池：将电能转化为化学能的装置叫电解池（也称电解槽）。阴极阳极电解质溶液或熔融电解质主题1:认识电解池请你根据电解水的装置分析电解池的构成要素有哪些？3.构成条件①直流电源；②阴阳电极；阴极：与电源负极相连；

阳极：与电源正极相连。③电解质溶液；④形成闭合回路。氢气氧气H+OH-阴极阳极主题1:认识电解池实验探究一：“电解CuCl2溶液”阴极生成CuACu2+Cl-Cl-生成Cl2-+阳极在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）。把湿润的淀粉-碘化钾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。主题1:认识电解池实验探究一：“电解CuCl2溶液”通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？如何移动？石墨Cl－Cu2＋Cl－OH－Cl－Cl－Cu2＋Cu2＋Cl－Cl－H＋Cl－

Cu2＋、Cl－、H＋、OH－自由移动主题1:认识电解池实验探究一：“电解CuCl2溶液”通电后，CuCl2溶液中的离子如何移动？阳极石墨阴极e-e-e-e-Cl－Cu2＋Cl－Cl－Cl－Cu2＋OH－Cl－H＋Cu2＋Cl－Cl－定向移动，阴阳相吸主题1:认识电解池Cl－、OH－→阳极Cu2＋、H＋→阴极实验探究一：“电解CuCl2溶液”与直流电源负极相连的石墨棒(阴极）上逐渐覆盖一层红色的固体阴极：Cu2++2e-=Cu（还原反应）与直流电源正极相连的石墨棒(阴极）上有使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝的刺激性气味的气体产生阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）“放电”

主题1:认识电解池4.电解池工作原理：e-＋－直流电源e-电子导体电极材料阳极阴极离子导体阴离子迁移方向发生还原反应发生氧化反应阳离子迁移方向电极反应主题1:认识电解池阴极：Cu2++2e-=Cu（还原反应）阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）该实验条件下，水电离出的H+和OH-为什么没有参与电极反应呢？是否参与反应与其得失电子的能力有关阴极——得电子——还原反应阳极——失电子——氧化反应实验探究二“放电顺序”主题1:认识电解池实验探究二“放电顺序”

药品及仪器：Na2CO3溶液、CuSO4溶液、石蕊试液、井穴板、导线、层叠电池（9V）、胶头滴管、石墨电极

实验步骤：用胶头滴管在井穴板的一个凹槽中注入适量Na2CO3溶液（或CuSO4溶液），插入两根石墨棒作电极，以层叠电池做电源，按右图方式连接线路，仔细观察现象。注意事项：1.电解过程中不要让两个电极接触。

2.及时记录实验现象。3.实验结束后，将实验仪器归位。主题1:认识电解池实验探究二“放电顺序”溶液当中的离子现象Na2CO3溶液CuSO4溶液Na+H+CO32-OH-Cu2+H+SO42-OH-两个电极均产生无色气泡，并且阴极产生气泡的速率大约是阳极产生气泡速率的两倍。<<阳极产生气泡，阴极产生红色铜单质><主题1:认识电解池5.各种离子的放电顺序总结：阴极（得电子能力）：溶液中的离子放电(无需考虑电极材料)Ag+>Hg+>Fe3+

>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+溶液中只考虑部分阳极（失电子能力）：(需要考虑电极材料)活性电极(除Pt、Au以外的金属电极)：

活性电极失去电子，电极溶解，溶液中阴离子不能失去电子S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根>F-惰性电极(Pt、Au、石墨等)：溶液中的离子放电溶液中只考虑部分溶液中不放电浓度大时先于

H+

(H2O)放电主题1:认识电解池回忆初中学过的电解水实验水中可加入少量Na2SO4或NaOH以增强导电性。画出以石墨电极电解水（含有少量Na2SO4）的装置示意图，并写出阴极、阳极的电极反应式。主题1:认识电解池＋－直流电源Na＋H＋OH－CC得电子能力：H＋＞Na＋2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－阴极：失电子能力：OH－＞

阳极：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋

总反应：

能否换成NaCl溶液呢？e-e-阳极阴极含有少量Na2SO4的水6.电极方程式的书写主题1:认识电解池得电子能力：H＋＞Na＋2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－阴极：阳极：总反应：e-e-阳极阴极＋－直流电源Na＋H＋Cl－OH－CCNaCl溶液失电子能力：Cl－＞OH－2Cl-－2e－＝Cl2↑

电极方程式的书写主题1:认识电解池方法导引分析电极反应的一般思路。明确溶液中存在哪些离子通电后阴、阳离子的移动方向根据阳极氧化、阴极还原，结合离子得失电子能力强弱，分析得出优先放电离子及产物课堂检测1.判断正误：①电解池中发生的反应是自发进行的（）②在电解池的阴极发生氧化反应（）③与电源正极相连的是电解池的阴极（）④电子从电源负极沿导线流入电解池的阴极（）⑤电解质溶液中的阳离子流向阴极，且所有阳离子均得电子（）××××√课堂检测2.能用电解原理说明的问题是（

）①电解是把电能转变成化学能的过程②电解是把化学能转变成电能的过程③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生

A．①②③④

B．②③⑤

C．③④

D．①③④⑤D课堂检测3．下列说法中正确的是A．在原电池中，电子由正极通过导线流向负极B．在原电池中，还原剂在负极发生氧化反应C．在电解池中，与电源正极相连的电极是阴极D．在电解池中，还原剂在阴极发生氧化反应B原电池与电解池电解池（电能转化为化学能）

原电池（化学能转化为电能）方法导引电解池原理的分析用石墨作电极电解CuSO4溶液①首先分析溶液中存在的离子

H2OH++OH—

②分析溶液中离子的放电顺序（尤其关注阳极电极材料）

阴极：Cu2+＞H+阳极：

③写出电极反应式2Cu2++4eˉ

==2Cu

阴极：4OHˉ

－4eˉ

==O2↑+2H2O阳极：④两极反应式相加得总方程式2Cu2++2H2O==2Cu＋O2↑+4H+电解来自弱电解质的离子用分子形式表示主题2:电解原理看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应主题2:电解原理1.电极反应式的书写①首先判断阴、阳极，分析电极材料，判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。②再分析溶液中的离子种类，根据离子放电顺序，分析电极反应，并判断电极产物，写出电极反应式。③电解水溶液时，注意放电顺序中H+、OH－之后的离子一般不参与放电反应。2.电解化学方程式的书写反应条件必须标明“电解”。仅是电解质被电解，电解化学方程式中只写电解质及电解产物。如电解CuCl2溶液：仅有水被电离，只写水及电解产物即可。如电解NaOH溶液：电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。如电解NaCl溶液：CuCl2===Cu+Cl2↑电解2H2O===2H2↑+O2↑电解2NaCl+2H2O===Cl2↑+H2↑+2NaOH电解思考与交流Ⅰ.给CuSO4溶液通电，电解液的pH如何变化？总反应：2CuSO4+2H2O===2Cu+2H2SO4+O2↑电解生成新电解质——酸pH逐渐减小Ⅱ.通电片刻后，若使电解液恢复至原来的体积和浓度，应往其中

添加适量的什么物质？根据总反应式，加入CuO。

H2SO4+CuO=CuSO4+H2O用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(

)A．NaCl[盐酸]B．NaOH[H2O]C．CuCl2[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]B电解后溶液复原时遵循的原则电解后要使电解质溶液复原，须加入适量的某物质，该物质一般是阳极产物和阴极产物的化合物。即“出来什么、加入什么”。电解过程中溶液pH的变化规律(1)电解时,只生成H2而不生成O2,则溶液的pH

。(2)电解时,只生成O2而不生成H2,则溶液的pH

。(3)电解时,既生成H2又生成O2,则实际为电解水。①若原溶液为酸性,则pH

，②若原溶液为碱性,则pH

，③若原溶液为中性,则pH

。增大减小减小增大不变惰性电极电解电解质溶液的规律主题2:电解原理惰性电极电解电解质溶液的规律主题2:电解原理电解的规律(1)水溶液中，K＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋等离子不可能在阴极放电，即用电解相应水溶液的方法不可能得到K、Na、Mg、Al等活泼金属。(2)电解池的阴极不管是惰性电极(Pt、石墨)还是活性电极，都是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。(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)。(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。主题2:电解原理课堂检测1.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是()A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变C

电流从电源的正极流出,故a为正极,b为负极,c为阳极,d为阴极。电解时,因Cu2+移向阴极,在阴极放电析出Cu,故阴极(d电极)质量增加;Cl-移向阳极,在阳极(c电极)放电逸出Cl2,导致溶液中Cl-浓度降低。课堂检测2.如图所示，a、b为石墨电极，通电一段时间后，b极附近显红色。下列说法不正确的是()

A．b电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑B．a电极反应式为：2Cl－－2e－