高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池背景图课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池背景图课件ppt，共52页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，电解原理，红色物质，析出金属铜，产生了氯气，定向运动，Cl－，Cu2＋，电解质溶液，氧化还原等内容，欢迎下载使用。
1．【实验4－2】按下图所示装置完成实验，并填写下表
2．实验原理分析(1)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作____________，即______向a极迁移，________向b极迁移。(2)a极电极反应式是_______________________，b极电极反应式是___________________，总反应式是________________________。(3)结论：在外接电源存在的条件下，借助电解池将________剂的电子转移给____________剂。
2Cl－－2e－═══Cl2↑　
Cu2＋＋2e－═══Cu　
3．电解原理(1)电解是使电流通过________________或熔融电解质而在两个电极上引起______________反应的过程。(2)电解池是将_________转化为___________的装置。(3)电极名称。①阴极：与电源________相连的电极，发生________反应。②阳极：与电源________相连的电极，发生________反应。
(4)电解池的构成条件：具有与______________相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入__________溶液或熔融__________中，形成______________。(5)电子和离子移动方向。①电子：从电源______极流向电解池的______极，从电解池的______极流向电源的________极。②离子：阳离子移向电解池的________极；阴离子移向电解池的_______极。
(1)电解池的阴阳极与电极材料的活性是否有关？(2)用惰性电极(如碳棒)电解水时，往往向水中加入稀硫酸的目的是什么？
【答案】(1)无关，电解池的阴阳极只与外接电源的正负极有关，连接电源正极的一极一定为阳极，连接电源负极的一极一定为阴极。(2)增强溶液的导电性。
正误判断。(对的打“√”，错的打“×”)(1)电解池能将化学能转化为电能。 (　　)(2)电解质溶液导电属于化学变化。 (　　)(3)电解池的阳极与电源的负极相连。 (　　)(4)电解时，阳离子向阴极定向运动，阴离子向阳极定向运动。 (　　)(5)电解任何物质，阳极失电子总数与阴极得电子总数相等。 (　　)(6)原电池的负极和电解池的阴极发生的都是还原反应。 (　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×
任务一　电解时电极产物的判断
[情境导入]实验1：将两根碳棒分别插进U形管内的CuCl2溶液中，如图①。实验2：将两根碳棒用导线连接后，浸入U形管内的CuCl2溶液中，如图②。实验3：将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，浸入U形管内的CuCl2溶液中，再接通直流电，如图③。过一段时间后，再把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近。
(1)实验 1、实验2和实验3的现象有什么不同？实验3的两电极的现象是什么？【答案】实验1和实验2中均无明显现象。实验3中左侧碳棒上有红色物质析出，右侧碳棒上有能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体生成。
(2)实验3中CuCl2溶液中通电前离子如何运动？通电后离子如何运动？根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。【答案】通电前CuCl2溶液中的Cu2＋、Cl－等自由运动。通电后Cu2＋和Cl－发生了定向移动。根据实验现象可知，与电源负极相连的一极有Cu生成，与电源正极相连的一极有Cl2生成。
(3) 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或失电子？【答案】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。(4)溶液中有多种离子时，怎样判断电极产物？【答案】根据阳离子放电顺序判断阴极产物，根据电极材料和阴离子放电顺序判断阳极产物。
[深化理解]1．电解池阴、阳极的判断
2．电极产物的判断(1)阳极产物的判断。首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的失电子能力，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序： S2－ >I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。(2)阴极产物的判断。直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
3．解答有关电解问题的步骤(1)首先要判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池。(2)对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活泼金属电极，则被氧化的是电极本身。(3)若溶液中的阴、阳离子有多种，则要根据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极反应式。(4)根据电极反应式解答相关问题。
【答案】D【解析】依据放电顺序，阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，A、B错误。n(Cu2＋)＝0.1 ml，由阴极反应Cu2＋＋2e－═══Cu可知，当电路中通过电子的量达到0.2 ml时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，C错误。
任务二　使用惰性电极电解电解质溶液的基本类型
[情境导入]以下分别是电解熔融氯化钠和饱和食盐水的电解实验装置。
(1)电解熔融氯化钠，Na＋可以放电生成金属钠，而电解饱和食盐水时，Na＋却不能放电，这是为什么？【答案】因饱和食盐水中，氧化性：H＋＞Na＋，所以饱和食盐水中Na＋不放电。(2)用惰性电极电解食盐水一段时间后，若要使溶液复原，应加入什么物质？【答案】通入HCl气体。
[深化理解]1．用惰性电极电解电解质溶液的基本类型
2.判断电极产物时的注意事项(1)对阳极，首先看阳极材料是否为活性电极，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中OH－的存在。(2)对阴极，不论阴极材料是什么，均按照阳离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中H＋的存在。
【答案】 (1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4　(3)HCl、BaCl2【解析】(1)为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电。(2)阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电。(3)气体体积比为1∶1，注意不是电解水型，经分析可得相应答案。
(2020·广东中山纪念中学高二检测)用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　)A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
【答案】D【解析】电解稀硫酸实质上是电解水，c(H＋)增大，溶液pH减小，A错误；电解稀氢氧化钠溶液，实质上也是电解水，c(OH－)增大，溶液pH增大，B错误；电解硫酸钠溶液，在阴极上生成H2，阳极上生成O2，其物质的量之比为2∶1，C错误。
对电解实质理解不准确导致错误例题　用石墨作电极电解1 ml·L－1 CuSO4溶液，当c(Cu2＋)为0.5 ml·L－1时停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况(　　)A．CuSO4　　　B．CuO　　C．Cu(OH)2　　　　D．CuSO4·5H2O错解：C
满分策略：本题考查了电解原理，明确阴、阳极上析出的物质，从而确定应该加入的物质，可以加入CuO或CuCO3，注意碳酸铜可以看作是CuO·CO2，CO2以气体形式逸出，所以也就相当于加入的是CuO。正解：B
1．如下图所示装置中，属于电解池的是(　　)【答案】C
2．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是(　　)A．原电池中失去电子的一极为负极B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C．原电池中相对活泼的一极为正极D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极【答案】C
3．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．电解池是电能转化为化学能的装置C．溶液中的阳离子移向阴极D．在电解池的阳极发生氧化反应【答案】A
4．某校化学兴趣小组的同学在一次活动中做了一个“彩虹”实验。其装置如下图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊溶液的Na2SO4溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的次序是(　　) A．蓝、紫、红B．红、蓝、紫C．红、紫、蓝D．紫、红、蓝【答案】C
【解析】阳极电极反应为4OH－－4e－ ═══2H2O＋O2↑，阳极区溶液呈酸性，溶液呈红色；阴极电极反应为4H＋＋4e－ ═══2H2↑，阴极区溶液呈碱性，溶液呈蓝色；中间仍为紫色石蕊溶液。
【解析】电解饱和食盐水生成H2和Cl2，H2可用向下排空气法收集，Cl2可用碘化钾淀粉溶液检验，排除A、B。生成H2的一极为阴极，与电源负极相连，生成Cl2的一极为阳极，与电源正极相连，据此可知正确的为D项。
6．用石墨棒作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式。(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是______________。 (2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是______________。 (3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是______________。 (4)通过电子的物质的量与阴极析出金属的物质的量、阳极放出气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质的化学式是__________________。【答案】(1)Na2SO4　(2)CuSO4　(3)NaCl　(4)CuSO4
【解析】(4)由题给离子及离子的放电顺序可知，阴极析出的金属应为Cu，阳极放出的气体应为O2，其电极反应为阴极2Cu2＋＋4e－═══2Cu，阳极4OH－－4e－═══2H2O＋O2↑，此时阴、阳两极电极产物的物质的量之比为2∶1，符合题意，电解质为CuSO4。