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

閱讀課本的21-22頁(yè)，思考以下問(wèn)題：1.電解的概念、電解池的構(gòu)成條件。2.陰極：與電源

相連，

電子，發(fā)生

反應(yīng)。陽(yáng)極：與電源

相連，

電子，發(fā)生

反應(yīng)。3.離子的放電順序如何4.電解原理模型5.電解池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法正極負(fù)極Zn－2e-=Zn2+2H+＋2e-=H2↑負(fù)極：正極：總反應(yīng)：

Zn＋2H+

=Zn2+＋H2↑Zn/稀硫酸/CuC/稀硫酸/CuCu與稀硫酸能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)嗎？通電：C/稀硫酸/CuCu＋2H+

Cu2+＋H2↑嗎？電解電解意義：使許多在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)得以進(jìn)行原電池電解池Cu2+電極逐漸溶解，溶液逐漸變藍(lán)氫氣知識(shí)回顧第1講

電解池新人教版化學(xué)選擇性必修一第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)電解池學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電解的概念。2.了解電解池的構(gòu)成，理解電解池的工作原理。（重點(diǎn)）3.熟悉常見(jiàn)陰離子的還原性或陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱，

掌握電解池電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)。一、電解原理實(shí)驗(yàn)4-21.實(shí)驗(yàn)探究——電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析電流表指針__________

<m></m>

發(fā)生偏轉(zhuǎn)刺激性藍(lán)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路

紅色一、電解原理1.電解：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在陽(yáng)極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。2.電解池是將_________轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________的裝置。電能

化學(xué)能

3.電解池的構(gòu)成條件：（1）具有直流電源；

（2）兩個(gè)電極(陰極、陽(yáng)極)；（3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；（4）形成閉合回路。4.電極名稱

陰極：與電源________相連，________電子，發(fā)生__________反應(yīng)。陽(yáng)極：與電源________相連，________電子，發(fā)生__________反應(yīng)。負(fù)極正極

還原

氧化

得到失去e－e－正陽(yáng)氧、負(fù)陰還一、電解原理5.電子和離子的移動(dòng)方向：（1）電子

：負(fù)極流出，流向________

陽(yáng)極流出，流回________（2）離子：

____

離子(還原性)→

____

極移動(dòng)

____離子(氧化性)→

____

極移動(dòng)離子移向陰陽(yáng)相吸陽(yáng)陽(yáng)陰陰陰極正極e－e－電子不下水，離子不上線思考與討論：P105頁(yè)一、電解原理陰極電極本身不參與反應(yīng)達(dá)標(biāo)檢測(cè)區(qū)分關(guān)鍵：是否有外接電源③⑥下列裝置屬于電解池的是（

）【自我診斷】（1）在電解池中與外接電源負(fù)極相連的電極是陽(yáng)極(

)×（2）在電解池的陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)(

)√（3）電子從電解池的陰極通過(guò)電解質(zhì)溶液流入電解池的陽(yáng)極(

)×（4）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)(

)√（5）金屬導(dǎo)電是物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化(

)√

×1.某同學(xué)將電解池工作時(shí)電子、離子的移動(dòng)方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是(

)選項(xiàng)ABCD陽(yáng)極陰極陽(yáng)極陰極正極正極負(fù)極負(fù)極陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子B電解池陰極和陽(yáng)極的判斷依據(jù)通電前：CuCl2Cu2++2Cl-通電時(shí)向陰極遷移向陽(yáng)極遷移2Cl--2e-=Cl2↑氧化反應(yīng)氧化性Cl-＞OH-Cu2++2e-=Cu還原反應(yīng)Cu2+＞H+

還原性H2OH+OH-+總反應(yīng)：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑電解用石墨電極電解CuCl2溶液思考：電解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？得失電子的能力不同，誰(shuí)強(qiáng)誰(shuí)先反應(yīng)溶液中氫離子和氫氧根離子定向移動(dòng)嗎？為什么它們沒(méi)有放電？實(shí)驗(yàn)4-22.陽(yáng)極（優(yōu)先考慮電極材料）：發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子。1.陰極（與電極材料無(wú)關(guān)）：發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子。氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽(yáng)離子得電子能力還原性活性電極>S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根（SO42-、NO3-、CO32-）>F-陰離子失電子能力金屬活動(dòng)順序表倒過(guò)來(lái)水溶液（含H+）中不放電,熔融狀態(tài)才得電子K\Ca\Na在水溶液中與直接水反應(yīng)而不能作電極材料活性電極:Mg--Ag;惰性電極:Pt、C電解質(zhì)離子放電順序陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：陽(yáng)極：陰極：總反應(yīng)：1.找不同二、電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)方法：

辨電極→找離子→排順序→電極反應(yīng)式

→

總反應(yīng)Cu2++2e-=CuCu-2e-=Cu2+2Cl--2e-=Cl2↑金屬搬家CuCu2++2e-=CuCu2++2Cl-Cu+Cl2↑電解2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCu2++Cu=Cu+Cu2+電解思維建模陽(yáng)極：與電極材料有關(guān)

陰極：與電極材料無(wú)關(guān)

2.寫(xiě)出電極反應(yīng)式

陽(yáng)極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2

、HClⅠ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+三、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律（惰性電極）2.酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律（惰性電極）（1）電解水型電解質(zhì)陽(yáng)極反應(yīng)式

</m>

<m>

<m>陰極反應(yīng)式

<m></m>

<m>

<m>總反應(yīng)__________________復(fù)原加入物質(zhì)_____減小增大不變

2H2O－4e－＝

4H++O2↑

4H++4e－＝2H2↑4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H2O+4e－＝2H2↑+4OH－2H2O－4e－＝

4H++O2↑4H2O+4e－＝2H2↑+4OH－電解質(zhì)溶液復(fù)原方法（元素守恒法）:看總反應(yīng)的產(chǎn)物中什么元素脫離溶液(生成固體或氣體)，加入陰極與陽(yáng)極的固\氣產(chǎn)物元素的合并的化合物“少什么加什么，少多少加多少”2H2O

O2↑+2H2↑電解含氧酸強(qiáng)堿活潑金屬的含氧酸鹽（2）電解電解質(zhì)型電解質(zhì)陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式___________________________________總反應(yīng)______—復(fù)原加（通）入物質(zhì)________________

增大

2HClCl2↑+H2↑電解

2Cl－－2e－＝Cl2↑CuCl2Cl2↑+Cu電解無(wú)氧酸不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（3）電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)陽(yáng)極反應(yīng)式________________________________________________陰極反應(yīng)式__________________________________________________________復(fù)原加（通）入物質(zhì)_________________________

增大減小

活潑金屬的無(wú)氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽放氫生堿型放氧生酸型

（1）以碳棒為電極，電解過(guò)程中電解質(zhì)的質(zhì)量減小，水量不變，則采用的電解質(zhì)是____________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，應(yīng)加入或通入的物質(zhì)是____________。

（2）以碳棒為電極，電解過(guò)程中電解質(zhì)的質(zhì)量不變，水量減少，則采用的電解質(zhì)是________________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，應(yīng)加入或通入的物質(zhì)是_____。

（3）以碳棒為陽(yáng)極，鐵棒為陰極，電解過(guò)程中電解質(zhì)和水的量都減少，則采用的電解質(zhì)是______________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，應(yīng)加入或通入的物質(zhì)是_______________________。

1.寫(xiě)出下列物質(zhì)中所含離子，2.判斷陰極是何種物質(zhì)放電，3.寫(xiě)出陰極電極反應(yīng)。1)H2SO4溶液2)HBr溶液3)NaOH溶液4)CuBr2溶液5)AgNO3溶液：H+、OH―、SO42―H+、Br―、OH―H+、Na+、OH―Cu2+、H+、Br―、OH―Ag+、H+、NO3―

、OH―

2H+

+2e－=H2↑

2H+

+2e－=H2↑

2H+

+2e－=H2↑

Cu2++2e－

=Cu

Ag++e－

=Ag用惰性電極電解下列溶液達(dá)標(biāo)檢測(cè)辨電極→找離子→排順序→電極反應(yīng)式

→

總反應(yīng)【思考】鉛蓄電池的充電過(guò)程，充電時(shí)電池的負(fù)極與外接電源的哪個(gè)電極相連？

充電時(shí)：陰極：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

（負(fù)極）陽(yáng)極：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+（正極）知識(shí)回顧充電時(shí)電極的連接：負(fù)接負(fù)作陰極，正接正作陽(yáng)極。Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電第2講

電解池的應(yīng)用新人教版化學(xué)選擇性必修一第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)電解池教學(xué)重點(diǎn)：電解原理的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：電解原理的應(yīng)用。電冶金氯堿工業(yè)電鍍粗銅精煉

金屬防護(hù)

應(yīng)用電解原理失電子的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)

還原劑得電子的陽(yáng)離子發(fā)生還原反應(yīng)氧化劑e-e-電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)陰離子移向向移子離陽(yáng)陰極（惰性電極）陽(yáng)極（惰性電極）電解池電解池構(gòu)成模型電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體知識(shí)回顧電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)。1、食鹽水中存在的離子：Na+

、Cl-

、H+

、OH-2、離子放電順序：陽(yáng)極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：3、電極反應(yīng)：2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑電解一、氯堿工業(yè)氧化性：H+

＞Na+

還原性：Cl-

＞OH-H+Na+Cl-OH-1、產(chǎn)品Cl2和NaOH溶液會(huì)反應(yīng)嗎，那么Cl2能和NaOH溶液接觸嗎？Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2、產(chǎn)品Cl2和H2能混合嗎？遇火或強(qiáng)光會(huì)爆炸解決方法：生產(chǎn)設(shè)備：陽(yáng)離子交換膜電解槽不能思考與討論若工業(yè)上采用下圖的裝置制備NaOH、H2、Cl2，存在何種不足之處？如何解決這個(gè)問(wèn)題？使用離子交換膜H+Na+Cl-OH-圖4-12離子交換膜電解槽增強(qiáng)水的導(dǎo)電性且不引進(jìn)新的雜質(zhì)Cl2Cl2Cl—H2Na+H+多余OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O陽(yáng)離子交換膜陽(yáng)極室陰極室+—多余Na+(含少量NaOH)循環(huán)利用氯堿工業(yè)原理2Cl-－2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑思考：若將飽和氯化鈉溶液換成熔融狀態(tài)下的氯化鈉，電極反應(yīng)如何？陰極：2Na++2e-＝2Na陽(yáng)極：2Cl-

－2e-＝Cl2

總反應(yīng)：2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑電解1、金屬鈉的制取二、電冶金使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過(guò)程1.金屬冶煉：得電子，被還原Mn+M+ne-正價(jià)0價(jià)KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu電解法熱還原法熱分解法富集法通常極難被還原的活潑金屬?gòu)乃鼈兊幕衔镏羞€原出來(lái)總方程式陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑4Al3＋＋12e－=4Al2．應(yīng)用制取一些活潑金屬單質(zhì)二、電冶金生活中為了使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力以及增加表面硬度和美觀，通常在這些金屬表面鍍上一薄層在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀)和合金(如黃銅)陽(yáng)極材料：

；陰極材料：_______________。電鍍液：用含有

的溶液作電鍍液。1、含義：2、目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。3、電鍍池的構(gòu)成:

鍍層金屬待鍍金屬制品鍍層金屬的電解質(zhì)應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。三、電鍍實(shí)質(zhì):MMn+Mn+M-ne-

+ne-

陽(yáng)極：陰極：Cu2++2e-＝CuCu-2e-=Cu2+如果想在鐵制品上鍍銅，利用電解原理，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？電極反應(yīng)：陽(yáng)極陰極

溶液？CuSO4電源？總反應(yīng)呢？沒(méi)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在鐵制品上鍍了一層銅三、電鍍陰極鍍件CuSO4溶液陽(yáng)極＋－銅電鍍?cè)鞢u2＋SO42－e-陰極：Cu2++2e-=Cu電解一段時(shí)間后，Cu2+的濃度有何變化？不變陽(yáng)極：Cu-2e-=Cu2+e-動(dòng)畫(huà)探究陽(yáng)極陰極

溶液？CuSO4鍍件含鍍層金屬離子的鹽溶液(3)電鍍池結(jié)構(gòu)①陰極②陽(yáng)極③電鍍液:(4)電鍍的特點(diǎn)：一多，一少，一不變。---鍍層金屬---待鍍金屬（鍍件）含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液如Cr、Zn、Ag、Cu等。陰極陽(yáng)極電鍍液[歸納整理]鍍層金屬三、電鍍工業(yè)上制備的銅，其含Cu約98.5%，還含有Fe、Ag、Au等雜質(zhì)，為粗銅，需要通過(guò)再次精煉處理才能得到純度為99.99%精銅(用于電器及其他很多工)，如何用電解的方法得到純銅？思考：粗銅精銅①濕法煉銅:②火法煉銅陽(yáng)極粗銅CuSO4溶液陰極＋－CuFeZnNiAgAu精銅電解精煉銅原理Cu2＋Fe2＋Zn2＋Ni2＋H＋SO42－Ag、AuH＋e-e-Zn-2e-

=Zn2+Fe-2e-

=Fe2+Ni-2e-

=Ni2+Cu-2e-=Cu2+陽(yáng)極：(粗銅)主要：陰極：Cu2++2e-=Cu(精銅)電解一段時(shí)間后，Cu2+的濃度有何變化？不斷補(bǔ)充CuSO4溶液陽(yáng)極泥