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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池课文内容课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池课文内容课件ppt，共4页。PPT课件主要包含了第二节电解池，第1课时电解原理，新课情景呈现，课前素能奠基，红色物质，析出金属铜，产生了氯气，OH－，氧化还原，化学能等内容，欢迎下载使用。
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。1．从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动，培养宏观辨识与微观探析的能力。2．建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，培养证据推理与模型认知能力。
1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入到熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起轰动。这其中的奥妙是什么呢？电解时物质的变化是如何发生的呢？
电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。通过将电能转化为化学能，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行，这对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。下面就让我们一起探讨吧！
一、电解CuCl2溶液1．实验探究：
2.原理探究：(1)氯化铜溶液中的电离过程有①___________________________，②_________________；溶液中存在的离子有_____________________，通电前，这些离子在溶液中作自由运动。(2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即_______________趋向阳极，_______________趋向阴极。(3)阳极电极反应式是_____________________，阴极电极反应式是____________________，总反应式是_________________________。(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的_______过程。
CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
二、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___________反应的过程。2．电解池：(1)定义。电解池是把_______转化为_________的装置。(2)电解池的构成条件。①有外接直流电源。②有与电源相连的两个电极。其中与_______正极相连的叫_______，与电源负极相连的叫_______。③电解质溶液或熔融电解质。④形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。
(4)电子和离子移动方向。电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
1．下列关于电解池的叙述中不正确的是( )A．与电源正极相连的是电解池的阴极B．与电源负极相连的是电解池的阴极C．在电解池的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流向电解池的阴极
解析：在电解池中，与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，电解时电子从直流电源的负极沿导线流向电解池的阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。
2．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。下列说法正确的是( )A．a为阳极，b为阴极B．a发生氧化反应，b发生还原反应C．溶液中Na＋向b极移动D．a极产生H2，b极产生O2
解析：电解Na2SO4溶液实际上是电解水，电解时发生的反应为：a(阴极)：4H＋＋4e－===2H2↑(还原反应)；b(阳极)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(氧化反应)，故A、B错误；溶液中阳离子(Na＋)移向阴极(a极)，C错误。
3．如下图所示装置中，属于电解池的是( )
解析：构成电解池时要有与外接直流电源相连的电极，A、B错误；两电极插入电解质溶液或熔融的电解质中，且要形成闭合回路，C项正确。
问题探究：1．在电解CuCl2溶液的过程中，闭合回路是如何形成的？2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？
探究提示：1．电解CuCl2溶液时，电子从电源负极流出，流向电解池的阴极，阴极附近的Cu2＋在阴极得电子被还原为铜，溶液中的阴阳离子定向移动，阳极附近的Cl－在阳极失电子被氧化为氯原子，氯原子两两结合形成氯气分子，失去的电子从阳极流回电源的正极，从而形成了闭合电路。2．电解时，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，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。
知识归纳总结：1．电解池的工作原理：接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
2．电解池的阴、阳极的判断方法：
3．电解时电极产物的判断：
用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A．a为电解池的阴极B．b处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸C．c处发生了反应：Fe－3e－===Fe3＋D．d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析：a处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；b处变红，局部褪色，是因为Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，故B正确；Fe为c，阳极处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋，故C错误；d处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故D正确。
如图为用惰性电极电解CuCl2溶液的实验装置，则下列说法正确的是( )A．a电极为负极B．溶液中的Cu2＋向a极移动C．电解一段时间后溶液的颜色会变浅D．电极b上发生的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2
解析：a极与电源正极相连为阳极，A项错误；溶液中的Cu2＋向b极移动，B项错误；阴极上Cu2＋放电生成铜单质，电解一段时间后溶液颜色变浅，C项正确；与电源负极相连的阴极上发生反应为Cu2＋＋2e－===Cu，D项错误。
探究提示：2．电解CuSO4溶液，阴极产物是Cu，阳极产生是O2，由于两电极通过电量相等，故生成Cu与O2的物质的量之比为21。
知识归纳总结：1．解决电解问题的基本思路：(1)哪些离子——通电前电解质溶液中含有的离子种类(包括水电离出的H＋和OH－)。(2)谁优先放电——通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析放电物质。(3)分析电解结果——写电极反应式，结合要求分析，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。
2．电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。
3．做到“三看”，正确书写电极反应式：(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定失电子(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看是否有特殊信息(如题目信息)，若以铝为阳极，电解目的是制取氧化铝，则阳极产物不能是Al3＋。
4．电解池中方程式书写的3个关键点：(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质一定要写成化学式。(2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。(3)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
5．酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)：用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液：(1)电解水型。
(3)电解质和水都发生电解型。
2020年新型冠状病毒肺炎疫情在世界范围内暴发。病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病毒。科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述不正确的是( )
某化学兴趣小组利用如图装置在铁棒表面镀上一层铜，下列有关的判断正确的是( )A．a为阳极、b为阴极B．c为铁棒、d为铜棒C．电子流向从b→d→c→aD．溶液中Cu2＋向d极移动
解析：由图示中电流从a端流出，a为电源正极，b为负极，A项错误；c为阳极，应是铜棒，d为阴极，应是铁棒，B项错误；电子不能通过溶液，C项错误；电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中Cu2＋向d极移动，D项正确。
①电解池分阴、阳(极)，阳(极)氧化(反应)，阴(极)还原(反应)，电子由负(极)流回正(极)，阳(离子)向阴(极)，阴(离子)向阳(极)。②阴离子放电顺序。
1．用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是( )A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2
2．用石墨作电极完全电解含1 ml溶质X的溶液后，向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态是( )
解析：电解氯化铜，在两极上分别产生金属铜和氯气，电解质复原加入氯化铜即可，故A错误；电解氢氧化钾的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故B错误；电解硫酸钠的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故C错误；电解硝酸银两极上产生的是金属银和氧气，所以电解质复原加氧化银即可，电解含1 ml溶质硝酸银的溶液，会析出金属银1 ml，根据银元素守恒，所以加入0.5 ml Ag2O后即可复原，故D正确。
3．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。(1)a为_____极，b为_____极。(2)c为_____极，d为_____极。(3)电解过程中，_____电极质量增加，原因是_________________。(4)电解过程中，氯离子浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)，c电极附近的现象是___________________。
解析：电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液电极反应：阳极(c电极)2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)Cu2＋＋2e－===Cu，Cl－失去电子生成氯气，c电极附近有黄绿色气体生成。
4．能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如图所示装置探究化学能与电能的相互转化：
(1)甲池是_______________________________装置，通入O2的电极上的反应式为____________________________。乙池中SO移向_______电极(填“石墨”或“Ag”)。(2)当甲池消耗标准状况下33.6 L O2时，电解质KOH的物质的量变化_________ml，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入__________________________(填所加物质的质量及化学式)。(3)丙池中发生的电解反应的离子方程式为__________________________________。
原电池(或化学能转化为电能)
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
240gCuO(或372gCuCO3)
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。1．从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动，培养宏观辨识与微观探析的能力。2．建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，培养证据推理与模型认知能力。
1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入到熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起轰动。这其中的奥妙是什么呢？电解时物质的变化是如何发生的呢？
电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值。通过将电能转化为化学能，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行，这对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。下面就让我们一起探讨吧！
一、电解CuCl2溶液1．实验探究：
2.原理探究：(1)氯化铜溶液中的电离过程有①___________________________，②_________________；溶液中存在的离子有_____________________，通电前，这些离子在溶液中作自由运动。(2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即_______________趋向阳极，_______________趋向阴极。(3)阳极电极反应式是_____________________，阴极电极反应式是____________________，总反应式是_________________________。(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的_______过程。
CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
二、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___________反应的过程。2．电解池：(1)定义。电解池是把_______转化为_________的装置。(2)电解池的构成条件。①有外接直流电源。②有与电源相连的两个电极。其中与_______正极相连的叫_______，与电源负极相连的叫_______。③电解质溶液或熔融电解质。④形成闭合回路。
(3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。
(4)电子和离子移动方向。电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
1．下列关于电解池的叙述中不正确的是( )A．与电源正极相连的是电解池的阴极B．与电源负极相连的是电解池的阴极C．在电解池的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流向电解池的阴极
解析：在电解池中，与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，电解时电子从直流电源的负极沿导线流向电解池的阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。
2．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。下列说法正确的是( )A．a为阳极，b为阴极B．a发生氧化反应，b发生还原反应C．溶液中Na＋向b极移动D．a极产生H2，b极产生O2
解析：电解Na2SO4溶液实际上是电解水，电解时发生的反应为：a(阴极)：4H＋＋4e－===2H2↑(还原反应)；b(阳极)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(氧化反应)，故A、B错误；溶液中阳离子(Na＋)移向阴极(a极)，C错误。
3．如下图所示装置中，属于电解池的是( )
解析：构成电解池时要有与外接直流电源相连的电极，A、B错误；两电极插入电解质溶液或熔融的电解质中，且要形成闭合回路，C项正确。
问题探究：1．在电解CuCl2溶液的过程中，闭合回路是如何形成的？2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？
探究提示：1．电解CuCl2溶液时，电子从电源负极流出，流向电解池的阴极，阴极附近的Cu2＋在阴极得电子被还原为铜，溶液中的阴阳离子定向移动，阳极附近的Cl－在阳极失电子被氧化为氯原子，氯原子两两结合形成氯气分子，失去的电子从阳极流回电源的正极，从而形成了闭合电路。2．电解时，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，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。
知识归纳总结：1．电解池的工作原理：接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
2．电解池的阴、阳极的判断方法：
3．电解时电极产物的判断：
用石墨电极完成下列电解实验。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A．a为电解池的阴极B．b处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸C．c处发生了反应：Fe－3e－===Fe3＋D．d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析：a处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A正确；b处变红，局部褪色，是因为Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，故B正确；Fe为c，阳极处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋，故C错误；d处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极方程式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故D正确。
如图为用惰性电极电解CuCl2溶液的实验装置，则下列说法正确的是( )A．a电极为负极B．溶液中的Cu2＋向a极移动C．电解一段时间后溶液的颜色会变浅D．电极b上发生的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2
解析：a极与电源正极相连为阳极，A项错误；溶液中的Cu2＋向b极移动，B项错误；阴极上Cu2＋放电生成铜单质，电解一段时间后溶液颜色变浅，C项正确；与电源负极相连的阴极上发生反应为Cu2＋＋2e－===Cu，D项错误。
探究提示：2．电解CuSO4溶液，阴极产物是Cu，阳极产生是O2，由于两电极通过电量相等，故生成Cu与O2的物质的量之比为21。
知识归纳总结：1．解决电解问题的基本思路：(1)哪些离子——通电前电解质溶液中含有的离子种类(包括水电离出的H＋和OH－)。(2)谁优先放电——通电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析放电物质。(3)分析电解结果——写电极反应式，结合要求分析，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。
2．电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：活泼金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。
3．做到“三看”，正确书写电极反应式：(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定失电子(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看是否有特殊信息(如题目信息)，若以铝为阳极，电解目的是制取氧化铝，则阳极产物不能是Al3＋。
4．电解池中方程式书写的3个关键点：(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质一定要写成化学式。(2)电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。(3)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
5．酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)：用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液：(1)电解水型。
(3)电解质和水都发生电解型。
2020年新型冠状病毒肺炎疫情在世界范围内暴发。病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病毒。科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述不正确的是( )
某化学兴趣小组利用如图装置在铁棒表面镀上一层铜，下列有关的判断正确的是( )A．a为阳极、b为阴极B．c为铁棒、d为铜棒C．电子流向从b→d→c→aD．溶液中Cu2＋向d极移动
解析：由图示中电流从a端流出，a为电源正极，b为负极，A项错误；c为阳极，应是铜棒，d为阴极，应是铁棒，B项错误；电子不能通过溶液，C项错误；电解池中阳离子向阴极移动，所以溶液中Cu2＋向d极移动，D项正确。
①电解池分阴、阳(极)，阳(极)氧化(反应)，阴(极)还原(反应)，电子由负(极)流回正(极)，阳(离子)向阴(极)，阴(离子)向阳(极)。②阴离子放电顺序。
1．用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是( )A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2
2．用石墨作电极完全电解含1 ml溶质X的溶液后，向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态是( )
解析：电解氯化铜，在两极上分别产生金属铜和氯气，电解质复原加入氯化铜即可，故A错误；电解氢氧化钾的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故B错误；电解硫酸钠的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故C错误；电解硝酸银两极上产生的是金属银和氧气，所以电解质复原加氧化银即可，电解含1 ml溶质硝酸银的溶液，会析出金属银1 ml，根据银元素守恒，所以加入0.5 ml Ag2O后即可复原，故D正确。
3．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。(1)a为_____极，b为_____极。(2)c为_____极，d为_____极。(3)电解过程中，_____电极质量增加，原因是_________________。(4)电解过程中，氯离子浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)，c电极附近的现象是___________________。
解析：电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液电极反应：阳极(c电极)2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)Cu2＋＋2e－===Cu，Cl－失去电子生成氯气，c电极附近有黄绿色气体生成。
4．能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如图所示装置探究化学能与电能的相互转化：
(1)甲池是_______________________________装置，通入O2的电极上的反应式为____________________________。乙池中SO移向_______电极(填“石墨”或“Ag”)。(2)当甲池消耗标准状况下33.6 L O2时，电解质KOH的物质的量变化_________ml，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入__________________________(填所加物质的质量及化学式)。(3)丙池中发生的电解反应的离子方程式为__________________________________。
原电池(或化学能转化为电能)
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