4.2.1電解原理 課件高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

第二節(jié)電解池

第1課時電解原理

1.

明確電解的含義，會判斷電解池電極種類以及電極反應的種類。2.

會判斷電解過程中粒子的移動方向，并根據放電順序寫出電極反應；會描述實驗現(xiàn)象，初步建立電解過程的認知模型。3.

明確電解過程中的能量轉化，了解電解是完成非自發(fā)反應的一種手段。4.

結合物質變化、能量變化、宏觀現(xiàn)象、微觀過程進行綜合思考，理解電解作為一種氧化還原手段的科學價值。電解問題認知模型的建立。素養(yǎng)目標教學重點教學難點以溶液導電過程為起點建立模型的過程。情境引入

中國載人空間站是一個在軌組裝成的具有中國特色的空間實驗室系統(tǒng)，設計壽命為

10年，長期駐留3人。空間站內的水循環(huán)系統(tǒng)是保證人的生命安全的重要裝置，其中就涉及水的電解。水電解可生成氫氣和氧氣，那么，什么是電解呢?舊知回顧活塞活塞電解水實驗氫氧燃料電池原電池是把化學能轉化為電能的裝置。電解池是把電能轉化為化學能的裝置(也稱電解槽)?！緦嶒?-2】

在U形管中注入質量分數(shù)為25%CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極材料，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒(陽極)附近。接通直流電源，觀察U形管內的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。實驗現(xiàn)象實驗結論電流表指針發(fā)生偏轉

與直流電源負極相連的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質

與直流電源正極相連的石墨棒上有氣泡產生，氣體能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{說明電解質溶液導電，形成閉合回路

析出金屬銅產生了氯氣結論：實驗表明，CuCl2溶液在通電條件下生成了Cu和Cl2通電后CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？通電前Cu2＋、Cl－、H＋、OH－

離子自由運動通電時離子定向運動發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應思考與討論CuCl2==Cu2＋＋2Cl－

H2O

?H＋＋OH－陽離子向陰極遷移陰離子向陽極遷移Cu2++2e-

=Cu2Cl--2e-=Cl2↑放電總反應Cu2++2Cl-

=Cu+Cl2↑電解結論：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程。新知學習一、電解、電解池、放電1.電解：使電流通過電解質溶液（或熔融電解質）而引起氧化還原反應的過程叫做電解。2.電解池：把電能轉化為化學能的裝置，叫做電解池，也叫電解槽。3

.放電：當離子到達電極時，失去/獲得電子，發(fā)生氧化/還原反應的過程，稱為放電。新知學習二、電解原理1、電解池構成條件（1）外加直流電源(2）兩個電極（3）電解質溶液或熔融電解質(4）形成閉合回路2、電極名稱、電極反應、電極材料陰極陽極還原反應

氧化反應

電極材料：①惰性電極：C、Pt、Au等，僅僅導電，不參與反應

②活性電極：Fe、Cu、Ag等除鉑、金外的金屬，既可

以導電，又可以參與電極反應。oooooooooooooooooooo－＋陰極陽極CuCl2oooooooooooooooooooooooe-e-思考與討論3、電解池工作原理電子不下水，離子不上岸陰極：與直流電源負極相連的電極陽極：與直流電源正極相連的電極陰離子移向電解池的陽極。陽離子移向電解池的陰極電子從電源負極流向電解池的陰極電子從電解池的陽極流向電源的正極。發(fā)生還原反應發(fā)生氧化反應可能有物質析出可能有氣泡冒出電流：電源正極→電解池陽極

電解池陰極→電源負極）4、陰、陽極的放電順序（1）陽極放電順序①若是活性電極做陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應；②若陽極為Pt、Au、C等惰性電極，則僅是溶液中的陰離子放電。

還原性越來越弱對應產物SI2Br2Cl2Mn+O2

4OH--4e-

=2H2O+O2↑(堿性）

2H2O-4e-=4H++O2↑（中性或酸性）

注意：若H+、OH－由水電離，則反應中需寫H2O知識拓展知識拓展（2）陰極放電順序①陰極上總是溶液(或熔融電解質)中的陽離子放電，與電極材料無關②氧化性強的離子先放電，放電順序如下：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+

>Ca2+>K+這4種金屬離子濃度較大時，先于H+放電。這5種金屬離子在水中不放電，只有在熔融狀態(tài)下放電，制備單質時只有電解熔融氯化物或熔融氧化物。對應產物AgFe2+2H++2e-=H2↑(酸性溶液）2H2O+2e-=H2↑+2OH-

（中性或堿性溶液）方法導引電化學過程的系統(tǒng)思想與方法

由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分組成并具有一定功能的整體稱為系統(tǒng)。作為事物的一種普遍存在形式，系統(tǒng)無處不在。例如，

原電池、電解池各自都可以看作一個系統(tǒng)?；谙到y(tǒng)思想的研究方法，注重分析與綜合、局部與整體、結構與功能、系統(tǒng)與環(huán)境等方面的相互聯(lián)系和作用。例如，在比較原電池和電解池的異同時，

可以認識到：

作為一個系統(tǒng)，

原電池和電解池的裝置構成是基本相同的；

工作時，

它們都涉及電極上發(fā)生的氧化還原反應及電解質溶液中陰、陽離子的定向遷移；

不同之處在于，原電池是系統(tǒng)發(fā)生化學反應對環(huán)境做電功，電解池則是環(huán)境對系統(tǒng)做電功并使其發(fā)生化學反應；等等。學會運用系統(tǒng)思想與方法，會對你今后的學習帶來啟發(fā)和幫助。新知學習三、常見用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律類型電解質反應式溶液pH復原方法H2SO4陰極：________________________陽極：________________________總反應：______________________NaOHNa2SO4電解電解質型HCl陰極：________________________陽極：________________________總反應：______________________2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-

4OH--4e-

=2H2O+O2↑

2H2O-4e-=4H++O2↑

2H2O====2H2↑+O2↑電解電解水型變小變大不變加適量水2H＋＋2e－==H2↑2Cl--2e-

===Cl2↑2HCl====H2+Cl2↑電解變大通入HCl(g)新知學習類型電解質反應式溶液pH復原方法放H2-生堿型NaCl陰極：_________________________陽極：_________________________總反應：_______________________

放O2-生酸型CuSO4陰極：_________________________陽極：_________________________總反應：_______________________2Cl--2e-

===Cl2↑2H2O+2e-=H2↑+2OH-

2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑電解變大通入HCl(g)2Cu2++4e-

===2Cu2H2O-4e-=4H++O2↑2CuSO4+2H2O===2Cu+2H2SO4+O2↑電解變小加CuO電解池找電源找電流回路理清導體類型電子移動流入流出陰極、陰極反應陽極、陽極反應離子移動陽離子陰離子思維建模課堂小結課堂小結練習與應用1．下列關于電解池的敘述中正確的是

A．與電源正極相連的是電解池的陰極

B．與電源負極相連的是電解池的陰極

C．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應

D．電子從電源的負極沿導線流向正極BC2、電解CuCl2與NaCl的混合溶液(惰性電極)，陰極上和陽極上最先析出的物質為A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2

C．H2和O2 D．Cu和O2B練習與應用3、根據下列裝置圖，回答問題。(1)若A、B均為惰性電極，電解質溶液為MgCl2溶液。陽極：___________________；陰極：____