4.2.1 電解原理和規(guī)律 課件 -高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

高中化學(xué)選擇性必修1(第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)

電解池英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維1807年，英國(guó)化學(xué)家戴維把電池連上電極，放入熔融的鉀的化合物中，在陰極附近產(chǎn)生了銀白色金屬，它們遇到空氣就瞬間燃燒，產(chǎn)生紫色的火焰。高中化學(xué)選擇性必修1(第1課時(shí)

電解原理和規(guī)律1.知道電解的基本原理，會(huì)判斷一般電解反應(yīng)產(chǎn)物；2.能說(shuō)出電解、電解池及形成條件；3.能正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和電解的總化學(xué)方程式；4.明確原電池與電解池的區(qū)別和聯(lián)系。高中化學(xué)選擇性必修1(01電解原理高中化學(xué)選擇性必修1(1.1實(shí)驗(yàn)探究與分析探究用石墨電極電解氯化銅溶液的原理－＋陰極陽(yáng)極實(shí)驗(yàn)4-2在U型管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液中，插入兩根石墨棒作電極材料，把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒附近，接通直流電源,觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象與試紙顏色的變化。CuCl2溶液石墨棒石墨棒高中化學(xué)選擇性必修1(1.1實(shí)驗(yàn)探究與分析與直流電源負(fù)極相連的石墨棒(陰極）上逐漸覆蓋一層紅色的固體陰極：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）與直流電源正極相連的石墨棒(陰極）上有使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)的刺激性氣味的氣體產(chǎn)生陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反應(yīng)）“放電”

高中化學(xué)選擇性必修1(1.1實(shí)驗(yàn)探究與分析通電前:CuCl2溶液中存在哪些離子？如何移動(dòng)？石墨Cl－Cu2＋Cl－Cl－Cu2＋Cl－Cl－OH－Cu2＋Cl－H＋Cl－

Cu2＋、Cl－、H＋、OH－自由移動(dòng)高中化學(xué)選擇性必修1(1.1實(shí)驗(yàn)探究與分析通電后:CuCl2溶液中的離子如何移動(dòng)？陽(yáng)極石墨e-e-e-e-陰極Cl－Cu2＋Cl－Cl－Cl－Cu2＋H＋Cl－OH－Cl－Cl－定向移動(dòng)，陰陽(yáng)相吸高中化學(xué)選擇性必修1(1.1實(shí)驗(yàn)探究與分析通電前

通電時(shí)向陰極遷移向陽(yáng)極遷移還原反應(yīng)

放電順序

氧化反應(yīng)放電順序

總反應(yīng)

電解高中化學(xué)選擇性必修1(實(shí)驗(yàn)4-2中，水電離出的H+和OH-為什么沒(méi)有參與電極反應(yīng)呢？陰極：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反應(yīng)）是否參與反應(yīng)與其得失電子的能力有關(guān)陰極——得電子——還原反應(yīng)陽(yáng)極——失電子——氧化反應(yīng)高中化學(xué)選擇性必修1(1.2離子的放電順序陰極（得電子能力）：溶液中的離子放電(無(wú)需考慮電極材料)Ag+>Hg+>Fe3+

>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+溶液中只考慮部分陽(yáng)極（失電子能力）：(需要考慮電極材料)活性電極(除Pt、Au以外的金屬電極)：

活性電極失去電子，電極溶解，溶液中陰離子不能失去電子S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根>F-惰性電極(Pt、Au、石墨等)：溶液中的離子放電溶液中只考慮部分2H++2e-=H2↑或2H2O+2e=H2↑+2OH-

4OH--4e-

=2H2O+O2↑

或

2H2O-4e-=4H++O2↑高中化學(xué)選擇性必修1(電能化學(xué)能電子導(dǎo)體電極材料離子導(dǎo)體電極反應(yīng)電極反應(yīng)陽(yáng)失氧，陰得還1.3電解原理使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。1.電解：高中化學(xué)選擇性必修1(電解原理直流電源陰極陽(yáng)極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)離子導(dǎo)體陽(yáng)離子陰離子－＋2.電解池(槽):把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.3.放電:離子在電極上得、失電子，發(fā)生氧化還原的過(guò)程。4.構(gòu)成條件:(1)外加直流電源(2)有兩個(gè)電極：(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)陰極陽(yáng)極(4)形成閉合回路1.3高中化學(xué)選擇性必修1(1.3電解原理直流電源陰極陽(yáng)極還原反應(yīng)氧化反應(yīng)離子導(dǎo)體陽(yáng)離子陰離子－＋5.電子流向：

陽(yáng)極→陰極（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）6.離子移動(dòng)方向:陽(yáng)離子移向陰極,陰離子移向陽(yáng)極.7.電極種類：陰極:一般只導(dǎo)電,不參與反應(yīng)陽(yáng)極:惰性(鉑、金、石墨)：僅導(dǎo)電,不參與反應(yīng)活性(除鉑、金外的金屬)：導(dǎo)電、參與電極反應(yīng)高中化學(xué)選擇性必修1(1.4電解池與原電池的比較請(qǐng)辨別以下裝置哪個(gè)是電解池，哪個(gè)是原電池？它們的區(qū)別是什么？CuSO4

CuZnA高中化學(xué)選擇性必修1(電解池（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能）

原電池（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）1.4電解池與原電池的比較高中化學(xué)選擇性必修1((1)電解池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(

)(2)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電屬于化學(xué)變化。(

)(3)電解池的陽(yáng)極與電源的負(fù)極相連。(

)(4)電解時(shí),陽(yáng)離子向陰極定向運(yùn)動(dòng),陰離子向陽(yáng)極定向運(yùn)動(dòng)。(

)(5)原電池的負(fù)極和電解池的陰極都發(fā)生的是還原反應(yīng)。(

)(6)某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解可以實(shí)現(xiàn)。()(7)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負(fù)極流向電解池陽(yáng)極。()1.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)課堂檢測(cè)高中化學(xué)選擇性必修1(1、

關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A．原電池中失去電子的一極為負(fù)極B．電解池中與直流電源負(fù)極相連的一極為陰極C．原電池中相對(duì)活潑的一極為正極

D．電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽(yáng)極C2、電解池中，陽(yáng)極的電極材料一定(

)A．發(fā)生氧化反應(yīng)B．與電源正極相連

C．是鉑電極D．得電子B課堂檢測(cè)3.如下圖所示裝置中屬于電解池的是_____(填序號(hào))。③⑥高中化學(xué)選擇性必修1(02電解規(guī)律高中化學(xué)選擇性必修1(2.1電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)例：寫(xiě)出用石墨做電極電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)式及總電解方程式①首先分析、比較出陰陽(yáng)極的放電離子

陰極：Cu2+>H+陽(yáng)極：Cl->OH-②然后寫(xiě)電極反應(yīng)式：Cu2++2eˉ

===Cu陰極：陽(yáng)極：2Cl--2e-===Cl2↑③兩極反應(yīng)式相加得總方程式2Cu2+

+2Cl-===2Cu＋Cl2↑電解CuCl2===

Cu+Cl2↑電解分析電解反應(yīng)的一般思路：①判斷電極材料②明確溶液中存在哪些離子③判斷陰陽(yáng)離子的放電順序④根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物，兩極相加得到總方程式高中化學(xué)選擇性必修1(2.1電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)【思考】電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中Cu2+和Cl－放電基本完畢后，電解過(guò)程是否也就停止了呢？溶液中Cu2+和Cl－放電完畢后，原溶液變?yōu)榧兯?，此時(shí)，在純水中存在H+和OH－，H+在陰極放電，OH－在陽(yáng)極放電，實(shí)際上是電解水的過(guò)程，電極反應(yīng)式如下：陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：4H2O+4e－

===2H2↑+4OH－2H2O－4e－===4H++O2↑2H2O===2H2↑+O2↑電解注意：書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的總離子方程式時(shí)，若參與電極反應(yīng)的H+(或OH-)是由水電離出來(lái)的，應(yīng)用水的分子式表示。高中化學(xué)選擇性必修1(1、以石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫(xiě)出分別電解下列溶液時(shí)，在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程式。CCHCl陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：2H++2e－

===H2↑2Cl--2e-

===Cl2↑2HCl===H2↑

+Cl2↑電解陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：2H2O+2e－

===H2↑+2OH－2Cl－

-2e－

===Cl2↑2Cl-+2H2O===H2↑

+Cl2↑+2OH-電解2NaCl+2H2O===H2↑

+Cl2↑+2NaOH電解CCNaCl溶液課堂檢測(cè)高中化學(xué)選擇性必修1(CCCuSO4溶液CCKNO3溶液H2SO4溶液NaOH溶液陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：2Cu2++4eˉ

===2Cu2H2O－4e－===4H++O2↑2Cu2++2H2O===2Cu＋O2↑+4H+電解2CuSO4+

2H2O===2Cu+O2↑+2H2SO4電解陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：4H2O+4e－

===2H2↑+4OH－2H2O－4e－===4H++O2↑2H2O===2H2↑+O2↑電解2H2O===2H2↑+O2↑電解課堂檢測(cè)高中化學(xué)選擇性必修1(2.2電解規(guī)律1、電解H2O型（含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬含氧酸）電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽(yáng)極反應(yīng)式_________________________陰極反應(yīng)式___________________pH變化_______________復(fù)原加入物質(zhì)加入_____4OH－－4e－===O2↑＋2H2O或2H2O－4e－===4H++O2↑4H＋＋4e－===2H2↑或4H2O+4e－

===2H2↑+4OH－減小增大不變H2O注意：電解質(zhì)溶液的復(fù)原應(yīng)遵循“從溶液中析出什么補(bǔ)什么”的原則，即從溶液中析出哪種元素的原子，則應(yīng)按比例補(bǔ)入哪些原子。高中化學(xué)選擇性必修1(2.2電解規(guī)律2、電解電解質(zhì)

型（無(wú)氧酸、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽）電解質(zhì)HClCuCl2陽(yáng)極反應(yīng)式__________________陰極反應(yīng)式_________________Cu2＋＋2e－===CupH變化_____

復(fù)原加入物質(zhì)加入_____加入______2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑增大HClCuCl2（惰性電極）高中化學(xué)選擇性必修1(2.2電解規(guī)律3、電解電解質(zhì)和水

型（活潑金屬無(wú)氧酸鹽、不活潑金屬的含氧酸鹽）電解質(zhì)NaClCuSO4陽(yáng)極反應(yīng)式________________________________________陰極反應(yīng)式____________________________________________pH變化__________復(fù)原加入物質(zhì)加入____加入____________放氫生堿型2Cl－－2e－===Cl2↑2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－增大HCl放氧生酸型2H2O－4e－===O2↑＋4H＋2Cu2＋＋4e－===2Cu減小CuO或CuCO3（惰性電極）高中化學(xué)選擇性必修1(之前的電解用的都是惰性電極，如果更換成活潑電極呢？NaClFeC2H2O+2e－＝H2↑＋2OH-Fe－2e-＝Fe2+還原反應(yīng)氧化反應(yīng)陽(yáng)極陰極2Cl－－2e-＝Cl2↑活潑電極會(huì)參與反應(yīng)高中化學(xué)選擇性必修1(S2﹣＞I﹣＞Br﹣＞Cl﹣＞OH﹣＞含氧酸根離子＞F﹣Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋陰極陽(yáng)極溶液中的微粒得電子惰性電極活潑電極溶液中的微粒失電子活潑電極自身失電子放電順序高中化學(xué)選擇性必修1(課堂檢測(cè)(1)用石墨作電極電解氯化鈉和硫酸銅的混合液，最初一段時(shí)間陰極和陽(yáng)極生成的物質(zhì)分別是銅和氯氣(

)(2)用石墨作電極電解熔融氯化鈉的陰極反應(yīng)式為Na＋＋e－===Na(

)(3)用石墨作陰極、銅作陽(yáng)極電解硫酸銅溶液的陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(

)(4)用石墨作電極電解硝酸銀溶液的離子方程式為4Ag＋＋2H2O===4Ag＋4H＋＋O2↑(

)(5)銅作陽(yáng)極電解鹽酸的化學(xué)方程式為Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑(

)√√√√電解×高