电解池原理高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

第四章

化学反应与电能第二节

电解池第一课时

电解池原理新课导入新课导入问：化学能直接转化为电能的装置叫原电池，那么是否有一种装置将电能直接转化成化学能了？原电池电解池1800年，英国的尼科尔逊和卡里斯尔获得电解水的成功。1807年，英国化学家戴维铂用电极电解熔融的氢氧化钾发现了钾元素，随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡等元素。电能直接转化为化学能的装置—电解池电解原理【实验探究】课本实验4-2：电解CuCl2溶液1.先观察两根石墨棒底部，再插入CuCl2溶液中，接通电源。2.用镊子将碘化钾淀粉试纸湿润后，伸入与正极相连的U型管内部（不可接触溶液），约1-2分钟。3.观察与正极相连的电极、与负极相连的电极上分别有什么现象？4.断开电源，将两根石墨棒从溶液中取出，将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团堵在和正极相连的U型管口，观察电极底部有什么变化？操作步骤：电解原理电解原理与正极相连的电极与负极相连的电极

现象判断产物反应方程式氯气铜产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体有红色物质出现CuCl2

===Cu+Cl2↑通电【实验现象】CCuCl2溶液+-C电解原理1、未通电前CuCl2溶液中含有哪些离子？Cu2+Cl-H+OH-2、在接通电源前后，CuCl2溶液中含有的离子如何运动？OH-H+←→定向移动无规则的自由移动H+←OH-→电解原理电化学中规定：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。与直流电源正极相连的石墨棒石墨棒上分别发生的是什么反应？2Cl－－2e-＝Cl2↑Cu2＋＋2e-＝Cu阴极阳极还原反应与直流电源负极相连的石墨棒氧化反应CCuCl2溶液+-C电解原理1、电解：让直流电通过电解质溶液（或熔融电解质），在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程叫做电解。2、放电：当离子到达电极时，失去/获得电子，发生氧化/还原反应的过程叫做放电。3、电解池（电解槽）：（1）定义：把电能转化成化学能的装置。（2）构成：①直流电源②阴、阳极③电解质溶液或熔融电解质④形成闭合回路阴极:与电源负极相连阳极:与电源正极相连电解原理e-e-阳极阴极阳离子迁移方向阴离子迁移方向＋－直流电源发生氧化反应发生还原反应电极材料电极反应电子导体离子导体4.电解池工作原理：电解原理5.电离与电解的比较

电离（物变）电解（化变）条件电解质溶于水或受热融化状态电解质电离后，再通直流电过程电解质电离成为自由移动的离子阴阳离子定向移动，在两极上放电举例CuCl2=Cu2＋＋2Cl－CuCl2=

Cu＋Cl2↑特点只产生自由移动的离子发生氧化还原反应，形成新物质联系电解必须建立在电离的基础上电解原理6.放电顺序阳极活性电极电极失电子惰性电极微粒失电子还原性强的微粒先失电子电极反应电极材料微粒的氧化性强弱微粒的还原性强弱阴极微粒得电子氧化性强的微粒先得电子电解原理6.放电顺序(1)阳极放电顺序失电子—氧化反应①活性金属电极(除Pt、Au外)：②惰性电极(Pt、Au、石墨)：金属电极优先失电子阴离子失电子问：金属单质与非金属阴离子失电子谁强？S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子电解原理6.放电顺序(2)阴极放电顺序得电子—还原反应阴极电极本身不参与反应越活泼的金属，其阳离子越难得到电子Ag+＞Hg2+>Fe3+>Cu2+＞H+(酸)>Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)>Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+问：电极能得电子发生还原反应吗？随堂训练6.放电顺序①水溶液中，K+、Na+、Mg2+、AI3+等离子不可能在阴极放电，即用电解相应水溶液的方法不可能得到K、Na、Mg、Al等活泼金属。②电解池的阴极不管是惰性电极(Pt、石墨)还是活性电极，都是电解质溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。③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;若阴极为H+放电，同时阳极为OH-放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。④电解质溶液恢复原状的方法:少什么加什么，少多少加多少。随堂训练7.常见电解池类型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：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐(如HCl、CuCl2等)溶液的电解阴极：2H++2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑

总反应：2HCl=Cl2↑+H2↑随堂训练7.常见电解池类型阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-=Cu减小阳极阴极氧气铜CuSO4溶液

总反应：2CuSO4+

2H2O=====2Cu+O2↑+2H2SO4电解②放氧生酸型(放出氧气生成氢离子)不活泼金属的含氧酸盐

(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。电解CuSO4溶液：溶液浓度：减小加CuO溶液pH变化：

溶液复原方法：

随堂训练7.常见电解池类型阳极阴极氯气氢气NaCl溶液③放氢生碱型(放出氢气生成碱)活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、K2S等)溶液的电解阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑减小电解NaCl溶液：溶液浓度：增大加HCl溶液pH变化：

溶液复原方法：

总反应：2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑

+Cl2

↑电解随堂训练7.常见电解池类型阳极阴极氧气氢气Na2SO4溶液④电解水型(电解质不反应)含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如H2SO4、NaOH、Na2SO4等)的电解。阳极:

4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H++4e-=2H2↑变大电解Na2SO4溶液：溶液浓度：减小加H2O溶液pH变化：

溶液复原方法：

总反应：2H2O=====2H2↑

+O2↑电解电解原理电解池（电能转化为化学能）

原电池（化学能转化为电能）8.原电池和电解池的区别随堂训练1.下列属于原电池的是()属于电解池的是（

）①③⑤⑥⑦随堂训练2.某同学将电解池工作时电子、离子的移动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCD阳极阴极阳极阴极正极正极负极负极阳离子阳离子阴离子阴离子B随堂训练3.要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是()C随堂训练4．某小组为研究电化学原理，设计如图