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人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池备课ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池备课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了电解池的工作原理，红色物质，析出金属铜，产生了氯气，OH－，氧化还原，化学能，直流电源，闭合回路，方法指导等内容，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。
1．实验探究：电解CuCl2溶液
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。
CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
(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。
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
3．电解和电解池(1)电解：使电流通过____________________________而在阳极、阴极引起__________反应的过程。(2)电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将______转化为________的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与直流电源的______相连的电极，发生______反应；阳极：与直流电源的______相连的电极，发生______反应。
电解质溶液(或熔融电解质)
(4)电解池的构成条件
4．电解池的工作原理接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路(如图所示)。
(1)电流方向：电源正极―→金属导线―→阳极―→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。[特别提醒]①电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。②金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。
正|误|判|断(1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极。( )(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。( )(3)在电解池中，电子从阳极流入电源正极。( )(4)电解质溶液的导电实验发生化学变化。( )(5)电解池的阳极发生还原反应。( )
深|度|思|考1.在电解CuCl2溶液的过程中，闭合回路是如何形成的？提示：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．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？提示：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。
3．如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题：
(1)a电极为______，b电极为______。(2)c电极为______，电极反应式为__________________________，发生了______反应。d电极为_____，电极反应式为________________，发生了______反应。(3)电解过程中，氢离子向____(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向____极移动。电解总方程式为_________________________。
2H＋＋2e－===H2↑
应|用|体|验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：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______(填序号)。
解析：根据电解池的构成条件逐个判断。①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质；⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。
1．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＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。(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－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。
[特别提醒]①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
2．电解后溶液的复原规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：(1)电解H2O型
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
4H＋＋4e－===2H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)电解质和水都发生电解型
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cu2＋＋4e－===2Cu
[特别提醒]电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
3．电解池中的守恒规律(1)基本原理根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。(2)解题方法①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。
正|误|判|断(1)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气。( )(2)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－===Na。( )(3)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。( )
Na2SO4、H2SO4
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是______________________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是______________________。
CuO或CuCO3、HCl
应|用|体|验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。
1.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。
2．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。
3．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－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A不符合题意；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不符合题意；c处Fe为阳极发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋，故C符合题意；d处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故D不符合题意。
4．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__________________。
Cu2＋＋2e－===Cu
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。
5．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－
Cl2↑＋H2↑＋2OH－
解析：(1)由图可看出甲池为燃料电池装置，是原电池(或化学能转化为电能)装置；通入氧气的电极为正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；乙池和丙池为电解池，与电池的正极相连的石墨电极为阳极，与电池的负极相连的Ag电极为阴极，则乙池中SO移向石墨电极(阳极)。
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。
1．实验探究：电解CuCl2溶液
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。
CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
(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。
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
3．电解和电解池(1)电解：使电流通过____________________________而在阳极、阴极引起__________反应的过程。(2)电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将______转化为________的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与直流电源的______相连的电极，发生______反应；阳极：与直流电源的______相连的电极，发生______反应。
电解质溶液(或熔融电解质)
(4)电解池的构成条件
4．电解池的工作原理接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路(如图所示)。
(1)电流方向：电源正极―→金属导线―→阳极―→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。[特别提醒]①电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。②金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。
正|误|判|断(1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极。( )(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。( )(3)在电解池中，电子从阳极流入电源正极。( )(4)电解质溶液的导电实验发生化学变化。( )(5)电解池的阳极发生还原反应。( )
深|度|思|考1.在电解CuCl2溶液的过程中，闭合回路是如何形成的？提示：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．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？提示：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。
3．如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题：
(1)a电极为______，b电极为______。(2)c电极为______，电极反应式为__________________________，发生了______反应。d电极为_____，电极反应式为________________，发生了______反应。(3)电解过程中，氢离子向____(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向____极移动。电解总方程式为_________________________。
2H＋＋2e－===H2↑
应|用|体|验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：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______(填序号)。
解析：根据电解池的构成条件逐个判断。①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质；⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。
1．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＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。(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－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。
[特别提醒]①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
2．电解后溶液的复原规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：(1)电解H2O型
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
4H＋＋4e－===2H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)电解质和水都发生电解型
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cu2＋＋4e－===2Cu
[特别提醒]电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
3．电解池中的守恒规律(1)基本原理根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。(2)解题方法①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。
正|误|判|断(1)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气。( )(2)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－===Na。( )(3)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。( )
Na2SO4、H2SO4
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是______________________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是______________________。
CuO或CuCO3、HCl
应|用|体|验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。
1.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。
2．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。
3．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－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A不符合题意；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不符合题意；c处Fe为阳极发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋，故C符合题意；d处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故D不符合题意。
4．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__________________。
Cu2＋＋2e－===Cu
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。
5．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－
Cl2↑＋H2↑＋2OH－
解析：(1)由图可看出甲池为燃料电池装置，是原电池(或化学能转化为电能)装置；通入氧气的电极为正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；乙池和丙池为电解池，与电池的正极相连的石墨电极为阳极，与电池的负极相连的Ag电极为阴极，则乙池中SO移向石墨电极(阳极)。
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