人教版高中化学选择性必修1 第4章 第2节 电解池 知识点课件(共39张PPT)

(共39张PPT)
第四章　化学反应与电能
第二节　电解池
1.金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
2.电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，目的是防止H2和Cl2混合发生爆炸，以及防止Cl2与阴极产生的NaOH反应。
2.电镀(以铁表面电镀铜为例)
项目 对应物质 电极反应
阳极 镀层金(Cu)
阴极 镀件(Fe)
电镀液 含镀层金属离子(Cu2＋)的电解质溶液(浓度不变)
电镀时镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。
1.电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，电解质溶液的浓度减小。
2.粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。
4.电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
类型 总方程式 阳极、阴极反应
冶炼钠
冶炼镁
冶炼铝
电解池阴、阳极及产物判断
1.电解池的阴、阳极的判断方法
2.电解时放电顺序和电极产物的判断
(1)基本思路
(2)离子放电顺序
①阴离子的放电顺序：
②阳离子的放电顺序：
D
解答电解类题目时首先判断阳极材料，确定是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则电极材料本身失去电子生成金属阳离子，而溶液中所有阴离子不再放电；若为惰性电极，则按电解质溶液中阴离子的还原性顺序放电。
电解原理的应用
1.氯碱工业
项目 阳极 阴极
主要离子移动 Cl－和OH－移向阳极 Na＋透过阳离子交换膜移向阴极
电极反应
结果 — OH－浓度越来越大，生成NaOH
装置的优点 ①能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；
②能避免Cl2和NaOH作用生成NaCl和NaClO而影响烧碱的质量
2.电镀池与电解精炼池的区别与联系
项目 电镀池 电解精炼池
应用 在某些金属表面镀上一层其他金属或合金 利用电解原理提纯金属
举例 以铁上镀铜为例 以电解精炼铜为例
阳极材料 纯铜 粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料 镀件 纯铜
阳极反应
阴极反应
电解质溶液及其变化 硫酸铜溶液保持不变 反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小
联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池
电解原理应用中的易错点：
(1)误认为氯碱工业中两个室中的原料均为饱和食盐水。氯碱工业中两极室放入的原料：阳极室是精制后的饱和食盐水；阴极室是稀NaOH溶液。
(2)误认为在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属阳离子一定不能放电，如在镀件上镀锌，电解质溶液应是含Zn2＋的浓溶液，在阴极Zn2＋得电子生成Zn，而不是H＋放电。
(3)误认为粗铜精炼时，阴极增重与阳极减重相等。
(2025·河南南阳六校高二第一次联考)氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30％。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子交换膜都只允许阳离子通过。已知：空气(除去 CO2)中氧气的体积分数约为21％。
(1)电解池A在通电条件下反应的离子反应方程式为　 　　　　　　。
(2)把X通入 H2S溶液中，发生反应的离子方程式为　 　　　　　　。
(3)电解池A中，阳离子交换膜的作用除了只允许阳离子通过外，还有：①____________
　　　　　 　；②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B是燃料电池，右侧通空气的为正极，左侧为负极，则Y为H2，因此电解池的右侧为阴极，左侧为阳极。电解池中，阳离子交换膜的作用除了只允许阳离子通过外，还能阻止氢氧根离子进入阳极室与氯气发生副反应、阻止阳极产生的氯气与阴极产生的氢气混合发生爆炸。
阻止氢氧根离子进入阳极室与氯气发生副反应　阻止阳极产生的氯气与阴极产生的氢气混合发生爆炸
(4)Y所含元素与氧元素构成原子个数比为1∶1的化合物，该化合物能使酸性高锰酸钾溶液褪色，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
(5)分析图可知：氢氧化钠的质量分数为a％、b％、c％，由大到小的顺序为 _______
　　　 　　。
b％＞a％＞c％
(6)标准状况下，若生成22.4 L X，则理论上消耗　　　L空气(结果保留一位小数)。
53.3
“六点”突破电解原理应用类题目
(1)明确一个原理：电解原理。
(2)分清两个电极：阴极、阳极。
(3)剖析离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(4)注意放电顺序。
(5)书写电极反应，注意得失电子守恒。
(6)联系题干信息，正确判断产物。
如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。
(1)电源中X极是　　　　(填“正”或“负”)极。
铜极增重，说明银在铜极上析出，则铜极为阴极，X为负极。
负
(2)通电5min时，B中共收集到224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝　　　　　　。
0.025mol·L－1
有关电解池计算的步骤
(1)正确书写电极反应(要注意阳极材料)。
(2)溶液中有多种离子共存时，要确定放电离子的先后顺序。
(3)最后根据得失电子守恒进行相关的计算。
可充电电池(二次电池)
1.可充电电池的思维模型
2.可充电电池的分析流程
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应互为逆反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。
将负(正)极反应变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应。
(3)充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。
①首先应分清电池是放电还是充电。
②再判断出正、负极或阴、阳极。
放电 阳离子 正极，阴离子 负极
充电 阳离子 阴极，阴离子 阳极
总之：阳离子 发生还原反应的电极 阴离子 发生氧化反应的电极
D
可充电电池电极反应的书写技巧
书写可充电电池电极反应时，一般都是先书写放电时的电极反应。书写放电时的电极反应时，一般要有三个步骤：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，找出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较简单的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液反应)；第三，在电子守恒的基础上，利用总反应式减去写出的电极反应式即可得到另一电极反应式。