4.2.1电解池原理-课件-高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

阅读课本的21-22页，思考以下问题：1.电解的概念、电解池的构成条件。2.阴极：与电源

相连，

电子，发生

反应。阳极：与电源

相连，

电子，发生

反应。3.离子的放电顺序如何4.电解原理模型5.电解池电极反应式的书写方法正极负极Zn－2e-=Zn2+2H+＋2e-=H2↑负极：正极：总反应：

Zn＋2H+

=Zn2+＋H2↑Zn/稀硫酸/CuC/稀硫酸/CuCu与稀硫酸能自发发生氧化还原反应吗？通电：C/稀硫酸/CuCu＋2H+

Cu2+＋H2↑吗？电解电解意义：使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行原电池电解池Cu2+电极逐渐溶解，溶液逐渐变蓝氢气知识回顾第1讲

电解池新人教版化学选择性必修一第四章化学反应与电能第二节电解池学习目标：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。（重点）3.熟悉常见阴离子的还原性或阳离子的氧化性强弱，

掌握电解池电极反应式和电解反应方程式的书写。一、电解原理实验4-21.实验探究——电解氯化铜溶液实验现象实验分析电流表指针__________

<m></m>

发生偏转刺激性蓝电解质溶液导电，形成闭合回路

红色一、电解原理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。2.电解池是将_________转化为___________的装置。电能

化学能

3.电解池的构成条件：（1）具有直流电源；

（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。4.电极名称

阴极：与电源________相连，________电子，发生__________反应。阳极：与电源________相连，________电子，发生__________反应。负极正极

还原

氧化

得到失去e－e－正阳氧、负阴还一、电解原理5.电子和离子的移动方向：（1）电子

：负极流出，流向________

阳极流出，流回________（2）离子：

____

离子(还原性)→

____

极移动

____离子(氧化性)→

____

极移动离子移向阴阳相吸阳阳阴阴阴极正极e－e－电子不下水，离子不上线思考与讨论：P105页一、电解原理阴极电极本身不参与反应达标检测区分关键：是否有外接电源③⑥下列装置属于电解池的是（

）【自我诊断】（1）在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极(

)×（2）在电解池的阳极上发生氧化反应(

)√（3）电子从电解池的阴极通过电解质溶液流入电解池的阳极(

)×（4）某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(

)√（5）金属导电是物理变化，电解质溶液导电是化学变化(

)√

×1.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电解池阴极和阳极的判断依据通电前：CuCl2Cu2++2Cl-通电时向阴极迁移向阳极迁移2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应氧化性Cl-＞OH-Cu2++2e-=Cu还原反应Cu2+＞H+

还原性H2OH+OH-+总反应：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解用石墨电极电解CuCl2溶液思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？得失电子的能力不同，谁强谁先反应溶液中氢离子和氢氧根离子定向移动吗？为什么它们没有放电？实验4-22.阳极（优先考虑电极材料）：发生氧化反应，溶液中的阴离子失电子。1.阴极（与电极材料无关）：发生还原反应，溶液中的阳离子得电子。氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳离子得电子能力还原性活性电极>S2->I->Fe2+>Br->Cl->OH->含氧酸根（SO42-、NO3-、CO32-）>F-阴离子失电子能力金属活动顺序表倒过来水溶液（含H+）中不放电,熔融状态才得电子K\Ca\Na在水溶液中与直接水反应而不能作电极材料活性电极:Mg--Ag;惰性电极:Pt、C电解质离子放电顺序阳极：阴极：总反应：阳极：阴极：总反应：阳极：阴极：总反应：1.找不同二、电极反应的书写方法：

辨电极→找离子→排顺序→电极反应式

→

总反应Cu2++2e-=CuCu-2e-=Cu2+2Cl--2e-=Cl2↑金属搬家CuCu2++2e-=CuCu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCu2++Cu=Cu+Cu2+电解思维建模阳极：与电极材料有关

阴极：与电极材料无关

2.写出电极反应式

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2

、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+三、酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极）2.酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极）（1）电解水型电解质阳极反应式

</m>

<m>

<m>阴极反应式

<m></m>

<m>

<m>总反应__________________复原加入物质_____减小增大不变

2H2O－4e－＝

4H++O2↑

4H++4e－＝2H2↑4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H2O+4e－＝2H2↑+4OH－2H2O－4e－＝

4H++O2↑4H2O+4e－＝2H2↑+4OH－电解质溶液复原方法（元素守恒法）:看总反应的产物中什么元素脱离溶液(生成固体或气体)，加入阴极与阳极的固\气产物元素的合并的化合物“少什么加什么，少多少加多少”2H2O

O2↑+2H2↑电解含氧酸强碱活泼金属的含氧酸盐（2）电解电解质型电解质阳极反应式阴极反应式___________________________________总反应______—复原加（通）入物质________________

增大

2HClCl2↑+H2↑电解

2Cl－－2e－＝Cl2↑CuCl2Cl2↑+Cu电解无氧酸不活泼金属的无氧酸盐（3）电解质和水都发生电解型电解质阳极反应式________________________________________________阴极反应式__________________________________________________________复原加（通）入物质_________________________

增大减小

活泼金属的无氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐放氢生碱型放氧生酸型

（1）以碳棒为电极，电解过程中电解质的质量减小，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入或通入的物质是____________。

（2）以碳棒为电极，电解过程中电解质的质量不变，水量减少，则采用的电解质是________________。若要恢复到电解前的状态，应加入或通入的物质是_____。

（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水的量都减少，则采用的电解质是______________。若要恢复到电解前的状态，应加入或通入的物质是_______________________。

1.写出下列物质中所含离子，2.判断阴极是何种物质放电，3.写出阴极电极反应。1)H2SO4溶液2)HBr溶液3)NaOH溶液4)CuBr2溶液5)AgNO3溶液：H+、OH―、SO42―H+、Br―、OH―H+、Na+、OH―Cu2+、H+、Br―、OH―Ag+、H+、NO3―

、OH―

2H+

+2e－=H2↑

2H+

+2e－=H2↑

2H+

+2e－=H2↑

Cu2++2e－

=Cu

Ag++e－

=Ag用惰性电极电解下列溶液达标检测辨电极→找离子→排顺序→电极反应式

→

总反应【思考】铅蓄电池的充电过程，充电时电池的负极与外接电源的哪个电极相连？

充电时：阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

（负极）阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+（正极）知识回顾充电时电极的连接：负接负作阴极，正接正作阳极。Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电第2讲

电解池的应用新人教版化学选择性必修一第四章化学反应与电能第二节电解池教学重点：电解原理的应用。教学难点：电解原理的应用。电冶金氯碱工业电镀粗铜精炼

金属防护

应用电解原理失电子的阴离子发生氧化反应

还原剂得电子的阳离子发生还原反应氧化剂e-e-电解质溶液或熔融电解质阴离子移向向移子离阳阴极（惰性电极）阳极（惰性电极）电解池电解池构成模型电子导体离子导体知识回顾电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业。1、食盐水中存在的离子：Na+

、Cl-

、H+

、OH-2、离子放电顺序：阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：3、电极反应：2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑电解一、氯碱工业氧化性：H+

＞Na+

还原性：Cl-

＞OH-H+Na+Cl-OH-1、产品Cl2和NaOH溶液会反应吗，那么Cl2能和NaOH溶液接触吗？Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2、产品Cl2和H2能混合吗？遇火或强光会爆炸解决方法：生产设备：阳离子交换膜电解槽不能思考与讨论若工业上采用下图的装置制备NaOH、H2、Cl2，存在何种不足之处？如何解决这个问题？使用离子交换膜H+Na+Cl-OH-图4-12离子交换膜电解槽增强水的导电性且不引进新的杂质Cl2Cl2Cl—H2Na+H+多余OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O阳离子交换膜阳极室阴极室+—多余Na+(含少量NaOH)循环利用氯碱工业原理2Cl-－2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑思考：若将饱和氯化钠溶液换成熔融状态下的氯化钠，电极反应如何？阴极：2Na++2e-＝2Na阳极：2Cl-

－2e-＝Cl2

总反应：2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑电解1、金属钠的制取二、电冶金使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程1.金属冶炼：得电子，被还原Mn+M+ne-正价0价KCaNaMg

Al︱ZnFeSnPb(H)Cu︱

HgAg︱PtAu电解法热还原法热分解法富集法通常极难被还原的活泼金属从它们的化合物中还原出来总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2Na＋＋2e－=2Na冶炼镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑Mg2＋＋2e－=Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑4Al3＋＋12e－=4Al2．应用制取一些活泼金属单质二、电冶金生活中为了使金属增强抗腐蚀能力以及增加表面硬度和美观，通常在这些金属表面镀上一薄层在空气或溶液中不易发生变化的金属(如铬、镍、银)和合金(如黄铜)阳极材料：

；阴极材料：_______________。电镀液：用含有

的溶液作电镀液。1、含义：2、目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。3、电镀池的构成:

镀层金属待镀金属制品镀层金属的电解质应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。三、电镀实质:MMn+Mn+M-ne-

+ne-

阳极：阴极：Cu2++2e-＝CuCu-2e-=Cu2+如果想在铁制品上镀铜，利用电解原理，该如何设计实验？电极反应：阳极阴极

溶液？CuSO4电源？总反应呢？没有实验结果：在铁制品上镀了一层铜三、电镀阴极镀件CuSO4溶液阳极＋－铜电镀原理Cu2＋SO42－e-阴极：Cu2++2e-=Cu电解一段时间后，Cu2+的浓度有何变化？不变阳极：Cu-2e-=Cu2+e-动画探究阳极阴极

溶液？CuSO4镀件含镀层金属离子的盐溶液(3)电镀池结构①阴极②阳极③电镀液:(4)电镀的特点：一多，一少，一不变。---镀层金属---待镀金属（镀件）含镀层金属阳离子的盐溶液如Cr、Zn、Ag、Cu等。阴极阳极电镀液[归纳整理]镀层金属三、电镀工业上制备的铜，其含Cu约98.5%，还含有Fe、Ag、Au等杂质，为粗铜，需要通过再次精炼处理才能得到纯度为99.99%精铜(用于电器及其他很多工)，如何用电解的方法得到纯铜？思考：粗铜精铜①湿法炼铜:②火法炼铜阳极粗铜CuSO4溶液阴极＋－CuFeZnNiAgAu精铜电解精炼铜原理Cu2＋Fe2＋Zn2＋Ni2＋H＋SO42－Ag、AuH＋e-e-Zn-2e-

=Zn2+Fe-2e-

=Fe2+Ni-2e-

=Ni2+Cu-2e-=Cu2+阳极：(粗铜)主要：阴极：Cu2++2e-=Cu(精铜)电解一段时间后，Cu2+的浓度有何变化？不断补充CuSO4溶液阳极泥