【核心素养目标】人教版（2019）高中化学 选择性必修1 4.2 电解池（第2课时 电解规律）

(共25张PPT)
第二节 电解池　
第2课时 电解规律
人教版选择性必修1
榆次一中 李金虎
学习目标
1．了解电解池中阴、阳两极的放电顺序。
2．了解惰性电极电解一些酸、碱、盐溶液的规律，会书写电解电极反应方程式。
学习目标
1．通过从对电极反应的认识和电极方程式的书写，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2．通过认识惰性电极电解一些电解质溶液的规律，建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。
素养目标
电解池工作原理示意图
情境引入
回顾旧知：
电解CuCl2溶液
Cu2＋＋2e－=Cu
2Cl－－2e－= Cl2↑
思考：氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，为什么是Cu2＋、Cl－放电，而不是H＋、OH－？
情境引入
教学过程
1．阳极
活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，首先金属本身被电解M－ne-＝Mn+
惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，
放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F － 。
一、阳极、阴极的放电顺序
阳极常见放电顺序：活性电极>Cl- >OH-
2Cl--2e-=Cl2
4OH-- 4e- =2H2O + O2↑ 或 2H2O- 4e-=4H++O2↑
碱性溶液
中性或酸性溶液
注意：若H+、OH－由水电离，则反应中需写H2O
教学过程
2．阴极
阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关；得电子能力（氧化性）强的离子先放电。
这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。
这4种金属离子浓度较大时，先于H+放电。
Fe3+得电子能力比Cu2+强，Fe3++e-= Fe2+
Ag++e-=Ag
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2 ↑或 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
酸性溶液
中性或碱性溶液
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+ >Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+>K+
教学过程
二、电解规律
1.活泼金属的无氧酸盐（如NaCl溶液）
惰性电极电解
阳极：2Cl--2e- ＝ Cl2↑
阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
总反应式：2Cl-+2H2O == Cl2↑+H2↑+2OH-
电解
总化学反应式：2NaCl+2H2O == Cl2↑+H2↑+2NaOH
电解
H+水>Na+
Cl- >OH-
放电顺序：
教学过程
二、电解规律
2.不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4溶液）
惰性电极电解
阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑
阴极：2Cu2++4e-= 2Cu
总反应式：2Cu2++2H2O == 2Cu+O2↑+4H+
电解
总化学反应式：2CuSO4+2H2O == 2Cu+O2↑+2H2SO4
电解
Cu2+>H+水
放电顺序：
OH->SO42-
教学过程
二、电解规律
3.不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2溶液）
惰性电极电解
阳极：2Cl--2e- ＝ Cl2↑
阴极：Cu2++2e-= Cu
总反应式：Cu2++2Cl- == Cu+Cl2↑
电解
总化学反应式：CuCl2 == 2Cu+Cl2↑
电解
Cu2+>H+水
放电顺序：
Cl- >OH-
教学过程
二、电解规律
4.无氧酸盐（如HCl溶液）
惰性电极电解
阳极：2Cl--2e- ＝ Cl2↑
阴极：2H++2e-=H2 ↑
总反应式：2H++2Cl- == H2 ↑+Cl2↑
电解
总化学反应式：2HCl == H2 ↑+Cl2↑
电解
放电顺序：
Cl- >OH-
教学过程
二、电解规律
5.氧酸盐（如H2SO4溶液）
惰性电极电解
阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑
阴极：4H++4e-=2H2 ↑
总化学反应式：2H2O == 2H2 ↑+O2↑
电解
放电顺序：
OH->SO42-
教学过程
二、电解规律
6.强碱（如NaOH溶液）
惰性电极电解
阳极：4OH-- 4e- =2H2O + O2↑
阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
总化学反应式：2H2O == 2H2 ↑+O2↑
电解
放电顺序：
H+水>Na+
教学过程
二、电解规律
7.活泼金属含氧酸盐（如Na2SO4溶液）
惰性电极电解
阳极：2H2O- 4e-=4H++O2↑
阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-
总化学反应式：2H2O == 2H2 ↑+O2↑
电解
放电顺序：
H+水>Na+
OH->SO42-
教学过程
规律总结：
1.电解质和水都发生电解型
电解质 NaCl(活泼金属无氧酸盐) CuSO4(不活泼金属含氧酸盐)
阳极反应式 2Cl－－2e－= Cl2↑ 2H2O- 4e-=4H++O2↑
阴极反应式 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2Cu2＋＋4e－= 2Cu
pH变化 增大 阴极放氢生碱 减小 阳极放氧生酸
复原加入物质 HCl CuO或CuCO3
教学过程
2.电解电解质型
电解质 HCl(无氧酸) CuCl2(不活泼金属无氧酸盐)
阳极反应式 2Cl－－2e－= Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－= H2↑ Cu2＋＋2e－= Cu
pH变化 增大
复原加入物质 HCl CuCl2
教学过程
3.电解水型
电解质 H2SO4(含氧酸) NaOH (可溶性强碱) Na2SO4
(活泼金属含氧盐)
总反应式 2H2O == 2H2 ↑+O2↑ pH变化 减小 增大 不变
复原加入物质 H2O 电解
电解规律（惰性电极）小结（1）：
阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如 HCl、CuCl2
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如H2SO4 、NaOH、Na2SO4
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H酸+>Fe2+>Zn2+>（H水+）>Al3+>Mg2+>Na+
教学过程
教学过程
1.若阴极为H+放电，则阴极区c(OH-)增大；若阳极为OH-放电，则阳极区c(H+)增大；若阴、阳极同时有H+、OH- 放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。
2.当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H+或OH-放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H+或OH-均换成水，在生成物中出现的是碱或酸。
3.用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。
电解规律（惰性电极）小结（2）：
教学过程
思考：若用活性电极电解，和惰性电极电解有什么不同呢？
活性电极做阳极要参与反应，做阴极不参与反应
(1) 若A为Cu，B为碳棒，，电解质溶液为NaCl溶液。
阳极：___________________；
阴极： ；
总反应式： 。
(2) 若A为碳棒，B为铁，电解质为Na2SO4溶液。
阳极： ；
阴极： ；
总反应式：_____________________________。
Cu － 2e– ＝ Cu2+
2H2O +2e- = H2↑+2OH-
2H2O -4e- = 4H++O2↑
2H2O +2e- = H2↑+2OH-
Cu+2H2O ＝== Cu(OH)2+H2↑
电解
2H2O＝==2H2+O2↑
电解
用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是( )
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
典例1．
【答案】D
课堂练习
用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( )
A．电解NaNO3溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1
B．电解CuSO4溶液一段时间后，加入一定质量的Cu(OH)2，溶液能与原溶液完全相同
C．电解硫酸钠溶液时，Na＋向阳极移动
D．电解KOH溶液，实质是电解水，故溶液pH不变
典例2．
【答案】A　
课堂练习
用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入( )
A．0.1 mol CuO
B．0.1 mol CuCO3
C．0.1 mol Cu(OH)2
D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3
典例3．
课堂练习
【答案】D　
如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是(　　)
A．甲中a的电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O
B．电解时向乙滴入酚酞溶液，c电极附近变红
C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复
D．当b极有64 g Cu析出时，c电极产生2 g气体
典例4．
【答案】A　
课堂练习
课堂小结
惰性电极电解电解质溶液规律(四种类型)
感 谢 倾 听