【课件】电解原理++课件++2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节

第一课时

电解原理第四章化学反应与电能1．了解电解的概念。2.了解电解池的构成，理解电解池的工作原理。3.掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写。学习目标1min自学指导

6min阅读课本第101-102页，完成大本第84-85页√√××阳极→正极

负极→阴极阴极发生还原反应

Cu2＋＋2e－=Cu自学检测 3min外接直流电源，离子定向移动，发生氧化还原反应，属于化学变化。自学检测 P85练一练3minC＋

-阳

阴氧化

还原2Cl－－2e－=Cl2↑Cu2＋＋2e－=Cu原电池是把化学能直接转化为电能的装置，电解池是把电能直接转化为化学能的装置。回顾初中所学，在通电条件下水分解生成氧气和氢气。教师点拨

20min电解池工作原理示意图阳离子阴离子e-e-氧化反应还原反应与直流电源的负极相连与直流电源的正极相连H2OO2H2【实验4-2】在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒做电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近，接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。思考：氯化铜溶液中含有哪些微粒?阳离子：阴离子：Cu2+

、H+

Cl-

、OH-Cl-

→OH-

→阴极区：Cu2+→H+→阳极区：猜想：通电时在阳极和阴极是什么离子在发生电极反应？产物可能是什么？Cl2↑O2↑CuH2↑↓e-

↑e-用石墨电极电解CuCl2溶液实验现象oooooooooooooooooooo－

＋阴极阳极CuCl2oooooooooooooooooooooooe-e-总反应：CuCl2Cu+Cl2↑电解阳极：与正极相连的碳棒有气泡产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体。与负极相连的碳棒上有红色固体析出。阴极：Cl-→Cl2↑OH-

→O2↑阴极区：Cu2+→CuH+→H2↑阳极区：猜想：通电时在阳极和阴极是什么离子在发生电极反应？为什么？2Cl－－2e－

=Cl2↑（氧化反应）Cu2+

＋2e－=Cu（还原反应）得电子能力：Cu2+＞H+失电子能力：Cl-＞OH-××电解氯化铜溶液的微观反应过程Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl-无规则运动Cu2+、Cl-定向运动Cl—Cl-Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl-发生电子得失Cl-Cl-Cl-Cl-Cu2+Cu2+阴阳两极上生成Cu、Cl2Cl2Cl2e-e-阳极阴极电解过程分析：(1)通电前：CuCl2在水溶液中电离：

。(2)通电时：Cu2+向

移动；Cl-向

移动。阴极：

（还原反应）；

阳极：

（氧化反应）总反应：

。CuCl2=Cu2++2Cl-阴极阳极Cu2++2e-=Cu2Cl--2e-=Cl2↑CuCl2===Cu+Cl2↑电解电极名称电极材料电极反应反应类型总反应反应现象电子流向电流流向离子走向阴极阳极石墨

石墨

Cu2++2e-=Cu

2Cl--2e-=Cl2↑

还原反应

氧化反应

CuCl2

Cu+Cl2↑有红色物质产生

有刺激性气味的气体，使湿润的淀粉KI试纸变蓝负极→阴极，阳极→正极

正极→阳极，阴极→负极

阳离子→阴极，阴离子→阳极

工作原理（以电解CuCl2溶液为例）1．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。注意：①电流应是直流电

②熔融态的电解质(离子化合物)也能被电解2．电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。电解池的工作原理和电离的区别:电离无需通电而电解需要，电解质先电离后电解注意：(1)电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。(2)电解是最强的氧化还原反应手段，是不可逆的。3．电解池的构成条件：①有外接直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路；⑤能发生氧化还原反应。可以是自发的反应，也可以是非自发的反应

电解池的工作原理电极材料为金属或石墨，两极材料可相同或不同【练习】哪个是原电池，哪个是电解池?判断方法：是否有外加电源①③⑤

⑥⑦4．电解池的电极名称：(电化学上规定)阴极：与直流电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与直流电源正极相连的电极，发生氧化反应。

注意：(1)电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关。(2)电极的分类：在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类:①惰性电极(C、Pt、Au)：只起导电作用，不参与反应②活性电极(除Pt、Au外的其余金属)5.几种流向的问题(1)电流：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源负极）(2)电子流向：电源

极→电解池

极；电解池

极→电源

极(3)离子：

阳离子→电解池

极

阴离子→电解池

极负正阳阴阴阳电流(I)流向电解池的工作原理电解池中电极及电解产物的判断阳极：失去电子发生氧化反应（阳失氧）阴极：得到电子发生还原反应（阴得还）思考交流：阴阳极谁来得失电子呢？CuCl2溶液ZnZn活性电极阳极：电极材料本身失电子阴极：阳离子得电子Zn–2e=Zn2+Cu2++2e-=CuCuCl2溶液PtPt阳极：阴离子失电子阴极：阳离子得电子2Cl-–2e=Cl2↑Cu2++2e-=Cu惰性电极阴极：不管电极材料是活性的还是惰性只起导电作用，

不参与反应。只由溶液中的阳离子得电子阳极：若是活性电极，则电极材料本身失电子，若是惰性电极，则由溶液中阴离子失电子①活性电极：电极自身放电即电极自身失去电子发生氧化反应，如：Fe、Cu、Ag

②惰性电极：电极自身不反应，只导电。如：Au、Pt、C1.电解池的分析方法与规律(1)判断阴、阳极

电解规律Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+>K+(2)分析电解质溶液中的全部离子并分为阴、阳两组注意:水溶液中存在H+和OH-，熔融电解质中不存在H+和OH-。(3)放电顺序①阴极(与电极材料无关)：电极只导电，溶液中的阳离子放电,得电子能力（氧化性）强的离子先放电。Ag++e-=Ag2H++2e-=H2↑或

2H2O+2e-=H2↑+2OH-

（只在熔融状态放电）离子放电顺序取决于离子本身性质（得失电子能力），另外也与离子的浓度及电极材料有关。Fe2+②阳极(与电极材料有关):1.活性电极：

Fe、Cu、Ag

直接失去电子

Fe-2e-

=Fe2+Cu-2e-

=Cu2+Ag-e-=Ag+2.惰性电极：

Pt、石墨

溶液中的阴离子放电

阳极常见放电顺序：失电子能力（还原性）强的离子先放电。活性电极>S2－＞SO32－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞(含氧酸根)＞F－2Cl--2e-=Cl24OH--4e-=2H2O+O2↑

或

2H2O-4e-=4H++O2↑先分析阳极材料是惰性还是活性电极。电解池中电极反应的书写1.先判断电极材料2.找全阴、阳离子3.根据放电顺序写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。分析阳极反应时首先要看阳极材料，如果活泼电极（除Pt、Au、石墨、钛之外金属）则阳极本身失电子，发生氧化反应。如果阳极本身是惰性金属或石墨，则考虑溶液中阴离子放电。4.阴、阳两极相加得总反应式，条件写电解注意：若反应的H+(或OH-)是由水电离出来的，用水的分子式表示。总结：看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应一、阳极为活泼电极：M

–ne-

=Mn+阴极：2H++2e-

=H2↑阳极：Cu-2e-=Cu2+总反应：Cu+H2SO4

==CuSO4+H2↑电解溶质浓度减小，pH增大1、用Cu做电极电解稀硫酸H2SO4溶液阴极+-AH+SO42-H+OH-H+阳极铜2、用Ag做电极电解Na2SO4溶液阴极：2H2O

+2e-

=H2↑+2OH-阳极：2Ag-2e-=2Ag+总反应：2Ag+2H2O==2AgOH

+H2↑电解溶质浓度增大，pH不变Na2SO4溶液阴极+-ANa+SO42-Na+OH-Na+阳极银一、阳极为活泼电极：M

–ne-

=Mn+2、电解规律(用惰性电极电解时)阴极：2H++2e－

=H2↑

阳极：2Cl－

－2e－

=Cl2↑

总反应：2HCl===Cl2↑+H2↑电解1、电解电解质型：实质：电解质本身被电解增大通入HCl溶液pH变化：

溶液复原方法：

电解盐酸：电解规律无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解(如HCl、CuCl2等)

Na2SO4溶液实例电极反应浓度pH复原Na2SO4

阳极:

2H2O-4e-=4H++O2↑阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-

变大不变加H2O2H2O2H2↑

+O2↑电解2、电解水型：H2SO4、NaOH、Na2SO4等含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解。CC思考：类似的还有什么物质？实例电极反应浓度pH值复原CuSO4CC阳极:

2H2O-4e-=4H++O2↑阴极：Cu2++2e-

=Cu减小减小

加CuOCuSO4溶液2CuSO4+

2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解3、放氧生酸型：NaCl溶液实例电极反应浓度pH复原NaCl

阳极:2Cl-

-2e-

=Cl2↑阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑电解减小增大

加HCl4、放氢生碱型：CC

阳极：S2-

>I-

>Br-

>Cl-

>OH-

>含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅡ与Ⅳ区：如Na2SO4、H2SO4

、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+电解电解质型：放氢生碱型：放氧生酸型：

电解水型：Ⅰ与Ⅲ区：如CuCl2

、HClⅠ与Ⅳ区：如NaClⅡ与Ⅲ区：如CuSO4、AgNO3电解池原电池电极名称___极(与电源负极相连)____极（与电源正极相连）___极（电子流出的极）___极（电子流入的极）外电路电子流_____流___流___流___内电路离子_______移向________移向_______移向_______移向电极反应(氧化、还原反应)____反应____反应____反应____反应能量转化____能转化为______能____能转化为____能反应是否自发_____自发进行_____自发进行原电池与电解池的比较阴阳负正入出出入阳离子阴离子阴离子阳离子还原氧化氧化还原电化学化学电不能能D甲

乙＋

-阳

阴

阳

阴氧化

还原

氧化

还原电子只能在外电路移动2Cl－－2e－=Cl2↑得失电子守恒O2～2Cl2～4e－阴离子移向阳极a2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2H2O－4e－=O2↑+4H＋Cu2＋＋2e－=Cu正阴2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

把湿润的淀粉碘化钾试纸放在A电极附近，试纸变蓝，则证明A电极上的产物为氯气＋

-阳

阴

氧化

还原

电流＋

-阳

阴

氧化

还原

电流0.56L1V(O2)＝0.025×22.4＝0.56LO22CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

n(H＋)＝4n(O2)＝0.1mol，c(H＋)＝0.1mol·L－1，pH＝1。探究电解池的电解规律无明显现象

无明显现象阴

阳

2Cl－－2e－=Cl2↑Cu2＋＋2e－=Cu阴极←Cu2＋

Cl－→阳极产生气泡，试纸变蓝析出红色物质溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，Cu2＋比H＋更容易得电子，还原性强的阴离子先失电子被氧化，Cl－比OH－更容易失电子。根