2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1-4.2.1电解池 课件 （30张ppt）

第四章　化学反应与电能
第二节　电解池
第1课时
电解原理　

1、通过对氯化铜溶液电解过程的分析，了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。
2、形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池。
3、初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系，能解释或推测电解反应的产物，并能用电极反应和总反应进行表征。
化学能 电能
原电池
化学能 电能
原电池
?
一、电解原理
【实验4-2】
石墨棒
石墨棒
+
-
A
湿润的碘化钾淀粉试纸
1、观察U型管内有什么现象？
2、观察试纸颜色有什么变化？
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-

一、电解原理
【实验4-2】
石墨棒
石墨棒
+
-
A
湿润的碘化钾淀粉试纸
生成 Cl2
生成Cu
1、观察U型管内有什么现象？
2、观察试纸颜色有什么变化？
负极石墨棒生成Cu
正极石墨棒生成气体
正极试纸变蓝，生成Cl2
CuCl2溶液
Cu2+
Cl-
Cl-
石墨
Cl－
Cu2＋
Cu2＋
Cu2＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cu2＋
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O ? H+ + OH-
?
同学们！通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？
一、电解原理
阳极
石墨
阴极
Cl－
Cu2＋
Cu2＋
Cu2＋
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cu2＋
阳极吸引阴离子
阴极吸引阳离子
同学们，通电后，CuCl2溶液中离子如何移动？
一、电解原理
？
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑（氧化反应）
总反应：Cu2+ + 2Cl- === Cu + Cl2↑
阴极：Cu2++ 2e- = Cu（还原反应）
电解
e-
e-
e-
e-
异电相吸
1、电解是使电流通过________________或熔融电解质而在两个电极上引起______________反应的过程。
2、电解池（也叫电解槽）是将_________转化为___________的装置。
3、电极名称。
①阴极：与电源________相连的电极，发生________反应。
②阳极：与电源________相连的电极，发生________反应。
4、离子移动方向
①阳离子移向________ ； ②阴离子移向________。
电解质溶液　
氧化还原　
电能　
化学能　
负极　
还原　
正极　
氧化　
一、电解原理
阴极　
阳极　
思考与讨论
1、如何判断电解池中电极，离子移动方向？
正阳
1
阳极氧化，阴极还原
2
阳极吸引阴离子，阴极吸引阳离子
3
5、电子移动方向
电子从________到________；从________到________。
一、电解原理
负极　
阴极　
阳极　
正极　
1、注明电解池的组成。
2、标明氧化反应和还原反应发生区域。
3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。
绘制要求：
请同学们结合图4-10Ⅱ绘制反映电解池工作原理的示意图，并与同学们交流。
思考与交流
电解池工作原理示意图
阳离子迁移方向
阴离子迁移方向
发生氧化反应
发生还原反应
－
＋
阳极
阴极
e-
e-
电子导体
离子导体
阳极
发生氧化反应
还原剂
阴极
发生还原反应
氧化剂
二、电解池的构成要素
①有直流电源
②有两个电极材料（金属或石墨）
③有电解质溶液（或熔融电解质）
④形成闭合回路
直流电源
两根棒一桶水
例1、下图所示装置中，属于电解池的是_______（填序号）。
③⑥
例2、下列关于电解池的叙述中，不正确的是 (　　)
A．与电源正极相连的是电解池的阴极
B．电解池是电能转化为化学能的装置
C．溶液中的阳离子移向阴极
D．在电解池的阳极发生氧化反应
A　
1、石墨做电极电解CuCl2溶液时，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+，你的理由是什么？阳极呢？（从离子得、失电子的能力分析）
阳离子得电子能力：
阴离子失电子能力：
2、请根据实验分析CuCl2溶液中离子的放电顺序。
Cu2+ H+
Cl- OH-
>
>
3、当溶液中有多种离子时，如何判断哪种离子先放电呢？
离子得失电子的能力，即离子的放电顺序
思考与讨论
阴极：当Cu2+消耗完，才轮到H+得电子
阳极：当Cl-消耗完，才轮到OH-失电子
竞争放电
S2－＞SO32－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞ … 含氧酸根离子 … F－
①阴离子的还原性：
H2SO4=2H++SO42-
H2O ? H+ + OH-
?
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阳极：
阴极：
总反应式：
4H+ +4e-= 2H2↑
H2SO4溶液
阴极
石墨棒
+
-
A
H+
OH-
SO42-
阳极
2H2O === 2H2↑ +O2↑
?
电解
三、离子放电顺序(水溶液)
竞争放电
Ag＋＞Hg＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）…
②阳离子的氧化性：
NaOH溶液
阴极
石墨棒
+
-
A
Na+
OH-
H+
阳极
NaOH=Na++OH-
H2O ? H+ + OH-
?
4OH--4e-=O2↑+2H2O
阳极：
阴极：
总反应式：
4H+ +4e-= 2H2↑
2H2O === 2H2↑ +O2↑
?
电解
三、离子放电顺序(水溶液)
NaCl溶液
阴极
+
-
A
Na+
Cl-
H+
OH-
阳极
石墨棒
NaCl = Na+ + Cl-
H2O ?? H+ + OH-
?
请同学们分析用石墨做电极电解饱和食盐水，并写出电极反应式和总反应式。
阳极：2Cl- - 2e- = Cl 2↑
阴极：2H+ +2e-= H2↑
总反应式：2Cl- + 2H2O === 2OH- + H2 ↑ + Cl2 ↑
电解
思考与交流
例4、现用Pt作电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是 (　　)
A．电解开始时阴极有H2放出
B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－══ Cu
C．当电路中通过电子的物质的量超过0.1 mol时，
此时阴极放电的离子发生了变化
D．整个电解过程中， SO42-不参与电极反应
原电池与电解池有哪些异同点
{BDBED569-4797-4DF1-A0F4-6AAB3CD982D8}
原电池
电解池
电极名称
电极反应
离子移动方向
电子移动方向
能量转化
思考与交流
负极　
正极　
阴极　
阳极　
氧化反应　
还原反应　
还原反应　
氧化反应　
正正负负　
阴阳　
负极　
导线　
正极　
负极　
阴极　
阳极　
正极　
化学能　
电能　
电能　
化学能　
2、电极反应：
正阳氧、负阴还
3、离子流向：
阳极吸引阴离子；阴极吸引阳离子
4、电子流向：
电子从负极流向阴极，再从阳极流回正极
异电相吸
1、构成电解池的要素
①直流电源
②电极
③电解质溶液或熔融电解质
④形成闭合回路
练习1、判断正误
(1)电解是把化学能转化为电能( )
(2)电解质溶液导电一定发生化学反应( )
(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( )
(4)任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生( )
(5)电解、电离均需要通电才能实现( )
(6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程( )
×
√
√
√
×
√
练习2、关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 (　　)
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
C　
练习3、如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是(　　)
A、通过该装置可以将化学能转化为电能
B、石墨电极为正极
C、Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠单质
D、电流从负极流出，流入铁电极
C
练习4、若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，写出甲乙丙各池电极反应式及总反应式
阳极
阴极
阴极
阴极
阳极
阳极
(1)电解池能将化学能转化为电能。 (　　)
(2)电解质溶液导电属于化学变化。 (　　)
(3)电解池的阳极与电源的负极相连。 (　　)
(4)电解时,阳离子向阴极定向运动,阴离子向阳极定向运动。 (　　)
(5)电解任何物质,阳极失电子总数与阴极得电子总数相等。 (　　)
(6)原电池的负极和电解池的阴极都发生的是还原反应。 (　　)
(7)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。 ( )
(8)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。( )
(9)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。( )
(10)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
√
√
×
×
×
×
×
√
√
再 见
谢谢