化学人教版（2019）选择性必修1 4.2.1电解原理（共22张ppt）

(共22张PPT)
第二节 电解池
第四章 化学反应与电能
第1课时 电解原理
教学目标
1.了解电解池的工作原理。
2.能分析解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。
3.能正确书写电解池的电极反应式和总反应式
第1课时 电解原理
第二节 电解池
任务1 实验室探究电解氯化铜的原理
实验现象 实验结论
电流表指针
发生偏转
说明电解质溶液导电，
形成闭合回路
与负极相连的阴极上逐渐覆盖了一层红色物质
与正极相连的阳极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
析出金属铜
产生了氯气
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
任务1 实验室探究电解得粗铜的原理
通电前：
1.1 用石墨电极电解CuCl2溶液
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
通电时：
向阴极迁移
H2O H+ + OH-
向阳极迁移
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而
在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
电解池：把电能直接转化为化学能的装置。
C
C
CuCl2溶液
(1)构成条件：
①有与__________相连的两个电极。②______________(或__________)。③形成____________。
直流电源
电解质溶液
熔融盐
闭合回路
一.电解 电解原理
①有外接直流电源都是电解池，如下图甲乙丙三个串联的电解池
阳
阴
阴
阳
阳
阴
②无外接电源装置类型的判断方法：如上图
原电池
电解池
燃料电池、铅酸蓄电池或有自发氧化还原的装置等作为化学电源（原电池）。
正极
负极
阴极
阳极
多装置的链接的判断方法：
练习1：分析下图，属于电解池的有（ ）
③ ⑥
(2)电极名称及电极反应式(如图)：
C
C
CuCl2溶液
电极名称：_______
反应类型：_______反应
电极反应式：
_____________________
电极名称：_______
反应类型：_______反应
电极反应式：
_____________________
阴极（与电源负极相连）
还原
阳极（与电源正极相连）
氧化
Cu2＋＋2e－ = Cu
2Cl－－2e－ = Cl2↑
(3)电子和离子的移动方向：
电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动导电，即电子本身不会通过电解质溶液。
e－
e－
e－
e－
阴离子失电子
阳离子得电子
阴极
阳极
电解质
阳氧阴还
为什么是Cu2＋不是H＋
Cu2＋
H＋
Cl－
OH－
阴阳相吸
任务2. 分析电解过程的思维程序
首先判断阴、阳极，分析阳极材料时惰性电极还是活泼电极
再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组（不要忘记水溶液的H+和OH-)
然后排出阴、阳两极的放电顺序：
阴极：阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+
阳极：活泼电极>S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根离子 > F-
？
电解时电极参与反应吗？
电解时的放电顺序是什么？
二.阴阳两极上放电顺序
通电前：
NaCl = Na+ + Cl-
通电时：
向阴极迁移
H2O H+ + OH-
向阳极迁移
2H＋ ＋2e－ = H2↑
2Cl－－2e－ = Cl2↑
1.2 用石墨电极电解NaCl溶液
C
C
NaCl溶液
Na+
Cl-
H+
OH-
H+水>Al3+>Mg2+>Na+
Cl- > OH-
1.2 用石墨电极电解NaCl溶液
阴极 阳极
离子
分析 电极 反应
产物检验方法
总反应 Na+ H+
Cl- OH-
2H＋ ＋2e－ = H2↑
2H2O ＋2e－ = H2↑＋OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
点燃法检验H2
酚酞溶液检验碱性
湿润淀粉KI试纸
检验Cl2
2H2O ＋2NaCl === H2↑＋2NaOH＋Cl2↑
电解
类型 实例 电极反应 电解液浓度 pH 电解质溶液复原
电解 水型 NaOH 阴
阳 Na2SO4
阴
H2SO4 阳 消耗电解 质型 HCI 阴
阳 阴
CuCI2 阳 放H2生碱型 NaCI 阴
阳 放O2生酸型 CuSO4 阴
阳 2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
4OH－－4e－= 2H2O＋O2↑
增大
增大
加水
4H＋＋4e－ = 2H2↑
增大
不变
加水
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
增大
减小
加水
4H＋＋4e－ = 2H2↑
2Cl－－2e－ = Cl2↑
减小
增大
通入HCl
Cu2＋＋2e－ = Cu
减小
？
2Cl－－2e－ = Cl2↑
加入CuCl2
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
生成新
电解质
增大
通入HCl
2Cu2＋＋4e－ = 2Cu
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
生成新
电解质
减小
CuO
CuCO3
？
三．利用电解的思维程序分析电解规律(注：四种惰性电极电解实例：)
(1)根据外接电源：正极连阳极，负极连阴极。(2)根据电流方向：从阴极流出，从阳极流入。(3)根据电子流向：从阳极流出，从阴极流入。(4)根据离子流向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。(5)根据电极产物：a.阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；
b.阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)。
阴、阳极的判断方法
解题指导
C
C
CuCl2溶液
e－
e－
阳氧阴还
(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，
但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成化学式。(2)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子
一般不参与放电。(3)当电解池的电极材料为活性电极时，则阳极为电极本身
失电子，不能再用电解规律。
解题指导
规避“三个”失分点
1．(新教材RJ选择性必修1 P115T6)如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。在电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重情况为b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是(　　)
选项 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2(SO4)3
D CuSO4 AgNO3
2．(新教材改编)按要求书写电极反应式和总反应方程式(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式____________________________________________________。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式____________________________________________________。
2H2O－4e－= 4H＋＋O2↑
4Ag＋＋2H2O 4Ag＋O2↑＋4H＋
电解
4Ag＋＋4e－ = 4Ag
2Cl－－2e－ = Cl2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Mg2＋＋2Cl－＋2H2O Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
电解
(3)用铁作电极电解NaCl溶液
阳极反应式 __________________________________________________________；
阴极反应式__________________________________________________________；
总反应化学方程式_____________________________________________________。(4)用铁作电极电解NaOH溶液
阳极反应式__________________________________________________________；
阴极反应式__________________________________________________________；
总反应离子方程式_____________________________________________________。
Fe－2e－ = Fe2＋
2H＋＋2e－ = H2↑
或 2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Fe＋2H2O Fe(OH)2↓＋H2↑
电解
Fe－2e－＋2OH－ = Fe(OH)2
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
Fe＋2H2O Fe(OH)2↓＋H2↑
电解
(5)用铜作电极电解盐酸溶液阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________________________。(6)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式_____________________________________________________。
Cu－2e－ = Cu2＋
2H＋＋2e－ = H2↑
Cu＋2H＋ Cu2＋＋H2↑
电解
2Al－6e－＋8OH－ = 2AlO2-＋4H2O
6H2O＋6e－ = 3H2↑＋6OH－
2Al＋2H2O＋2OH－ 2AlO2-＋3H2↑
电解
(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式____________________________________________________。(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液阳极反应式__________________________________________________________；阴极反应式__________________________________________________________；总反应离子方程式_________________________________________________。
2Al－6e－＋3H2O = Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－ = 3H2↑
2Al＋3H2O Al2O3＋3H2↑
电解
2Al＋6HCO3-－6e－ = 2Al(OH)3↓＋6CO2↑
6H＋＋6e－ = 3H2↑
2Al＋6HCO3-＋6H＋ 2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3H2↑
电解
(9)用惰性电极电解熔融MgCl2阳极反应式 阴极反应式 _______________________________________________________________；总反应离子方程式________________________________________。
2Cl－－2e－ = Cl2↑
Mg2＋＋2e－ = Mg
Mg2＋＋2Cl－ Mg＋Cl2↑
电解
(10)写出下列电解池的阳极反应式。
Fe－6e－＋8OH－ = FeO42-＋4H2O
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
2Cu－2e－＋2OH－ = Cu2O＋H2O
①制备K2FeO4
①
②铝片表面氧化膜增厚
②
③制备
纳米 Cu2O
③
3．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该溶液，根据电极产物的不同，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)A．阴极只析出H2B．阳极先析出Cl2，后析出O2C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大，最后为7
阴极反应: 2H＋＋2e－ = H2↑
阳极反应: 2Cl－－2e－ = Cl2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－ = Cl2↑
4OH－－4e－= 2H2O＋O2↑
2H2O＋2e－ = H2↑＋2OH－
阴极
阳极
H＋
Na＋
Cl－
OH－
SO42－
放电顺序
结合投料比和粒子放电先后顺序明显分三个阶段：先电解HCl溶液，再电解NaCl溶液，最后电解水（NaOH）