4.2.1電解原理 課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二節(jié)電解池

第1課時(shí)電解原理

1.

明確電解的含義，會(huì)判斷電解池電極種類以及電極反應(yīng)的種類。2.

會(huì)判斷電解過程中粒子的移動(dòng)方向，并根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)；會(huì)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，初步建立電解過程的認(rèn)知模型。3.

明確電解過程中的能量轉(zhuǎn)化，了解電解是完成非自發(fā)反應(yīng)的一種手段。4.

結(jié)合物質(zhì)變化、能量變化、宏觀現(xiàn)象、微觀過程進(jìn)行綜合思考，理解電解作為一種氧化還原手段的科學(xué)價(jià)值。電解問題認(rèn)知模型的建立。素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)以溶液導(dǎo)電過程為起點(diǎn)建立模型的過程。情境引入

中國載人空間站是一個(gè)在軌組裝成的具有中國特色的空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，設(shè)計(jì)壽命為

10年，長期駐留3人。空間站內(nèi)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(shí)驗(yàn)氫氧燃料電池原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(也稱電解槽)?！緦?shí)驗(yàn)4-2】

在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?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(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

與直流電源負(fù)極相連的石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)

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

析出金屬銅產(chǎn)生了氯氣結(jié)論：實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)通電時(shí)離子定向運(yùn)動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)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(yīng)Cu2++2Cl-

=Cu+Cl2↑電解結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。新知學(xué)習(xí)一、電解、電解池、放電1.電解：使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。2.電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，叫做電解池，也叫電解槽。3

.放電：當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí)，失去/獲得電子，發(fā)生氧化/還原反應(yīng)的過程，稱為放電。新知學(xué)習(xí)二、電解原理1、電解池構(gòu)成條件（1）外加直流電源(2）兩個(gè)電極（3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)(4）形成閉合回路2、電極名稱、電極反應(yīng)、電極材料陰極陽極還原反應(yīng)

氧化反應(yīng)

電極材料：①惰性電極：C、Pt、Au等，僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)

②活性電極：Fe、Cu、Ag等除鉑、金外的金屬，既可

以導(dǎo)電，又可以參與電極反應(yīng)。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(fù)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(fù)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(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)可能有物質(zhì)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(fù)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(yīng)；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(yīng)產(chǎn)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(yīng)中需寫H2O知識(shí)拓展知識(shí)拓展（2）陰極放電順序①陰極上總是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電，與電極材料無關(guān)②氧化性強(qiáng)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(shí)，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(zhì)時(shí)只有電解熔融氯化物或熔融氧化物。對應(yīng)產(chǎn)物AgFe2+2H++2e-=H2↑(酸性溶液）2H2O+2e-=H2↑+2OH-

（中性或堿性溶液）方法導(dǎo)引電化學(xué)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(gè)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(jié)構(gòu)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(shí)，

可以認(rèn)識(shí)到：

作為一個(gè)系統(tǒng)，

原電池和電解池的裝置構(gòu)成是基本相同的；

工作時(shí)，

它們都涉及電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)及電解質(zhì)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(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)；等等。學(xué)會(huì)運(yùn)用系統(tǒng)思想與方法，會(huì)對你今后的學(xué)習(xí)帶來啟發(fā)和幫助。新知學(xué)習(xí)三、常見用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型電解質(zhì)反應(yīng)式溶液pH復(fù)原方法H2SO4陰極：________________________陽極：________________________總反應(yīng)：______________________NaOHNa2SO4電解電解質(zhì)型HCl陰極：________________________陽極：________________________總反應(yīng)：______________________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(xué)習(xí)類型電解質(zhì)反應(yīng)式溶液pH復(fù)原方法放H2-生堿型NaCl陰極：_________________________陽極：_________________________總反應(yīng)：_______________________

放O2-生酸型CuSO4陰極：_________________________陽極：_________________________總反應(yīng)：_______________________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(dǎo)體類型電子移動(dòng)流入流出陰極、陰極反應(yīng)陽極、陽極反應(yīng)離子移動(dòng)陽離子陰離子思維建模課堂小結(jié)課堂小結(jié)練習(xí)與應(yīng)用1．下列關(guān)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(fù)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(yīng)

D．電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)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(zhì)為A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2

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