高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池教课内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池教课内容ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了知识点一电解原理，红色物质，析出金属铜，产生了氯气，定向运动，OH－，氧化还原，化学能，H＋＋2e－，H2↑等内容，欢迎下载使用。
第1课时　电解原理(基础课)
1．电解氯化铜溶液的实验探究(1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。
电解质溶液导电，形成闭合回路
(2)实验原理分析①氯化铜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，溶液中自由运动的离子作__________，即____________趋向a极，____________趋向b极。③a极接电源的正极，为电解池的阳极，电极反应式为________________________；
Cu2+、Cl－、H＋、OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
b极为电解池的阴极，电极反应式为_____________________，总反应的离子方程式为__________________________。④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的______过程。
Cu2+＋2e－===Cu
2．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：将______转化为________的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与直流电源______相连的电极，发生______反应；阳极：与直流电源______相连的电极，发生______反应。(4)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。
电解质溶液(或熔融电解质)
3．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。③电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
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______反应。d电极为______，电极反应式为______________ __________，发生______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______________________。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(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。(　　)
2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　)
A．a为负极、b为正极B．a为阳极、b为阴极C．电解过程中，d电极质量增加D．电解过程中，氯离子浓度不变
C　[电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2+＋2e－===Cu，故Cl－浓度减小，d电极质量增加。]
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。
题后归纳　电解池的阴、阳极的判断方法
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进入溶液中，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活性电极一般指除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．酸、碱、盐溶液的电解规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，完成下表：(1)电解H2O型
4H＋＋4e－=== 2H2↑
2H＋＋2e－===H2↑
(3)电解质和水都发生电解型
2Cl－－2e－=== Cl2↑
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，利用得失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。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，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____________________ ___________________________________________________________。
[提示]　(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能是H＋、Cu2+，阴离子只能是Cl－，其电解质分别是HCl、CuCl2，若要恢复到电解前的状态，应加入适量HCl、CuCl2。(2)以碳棒为电极，电解过程中，电解质质量不变，水量减少，则实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，其电解质是Na2SO4、H2SO4，若要恢复到电解前的状态，应加入适量H2O。
2．在如图所示的装置中，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，下列组合可发生这一现象的是(　　)
A　[本题突破口是“a极板质量增加”，据此判断a极一定是阴极，则b极一定是阳极。A是惰性阳极电解CuSO4溶液，符合题意；B的实质是电解水，两极都产生气体，不符合题意；C的阳极是铁，是活性电极，x极应该为负极，不符合题意；D的阳极生成氯气，氯气是有刺激性气味的气体，不符合题意。]
3．用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是 (　　)A．CuCl2[CuCl2]　　B．NaOH[H2O]C．NaCl[HCl]D．CuSO4[Cu(OH)2]
D　[电解足量的CuSO4溶液，两极生成Cu和O2，故加入一定量的CuO或CuCO3可使溶液复原。]
题后归纳　(1)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。(2)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)。
1．下列关于电解的说法错误的是(　　)A．用惰性电极电解CuCl2溶液后，溶液的浓度不变B．用惰性电极电解饱和的食盐水时，阴极附近的pH增大C．同温同压下，用惰性电极电解足量NaOH溶液，阴、阳两极产生的气体体积之比为2∶1D．可在电解池中实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，且Cu作阳极
A　[A.用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极氯离子失电子转化为氯气，阴极铜离子得电子被还原为铜单质，溶液中溶质减少，其浓度降低，A错误；B.用惰性电极电解饱和的食盐水，阴极区水得电子发生还原反应生成氢气，溶液中产生氢氧根离子，导致附近的pH增大，B正确；C.用惰性电极电解足量NaOH溶液，阳极溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气，其电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极水中氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，同温同压下，阴、阳两极产生的气体体积比等于其物质的量之比，为2∶1，C正确；D.可设计电解池阳极材料为铜，阴极材料为石墨等，电解液为稀硫酸，阳极铜失去电子发生氧化反应，阴极氢离子得电子生成氢气，可实现Cu＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2↑这一反应，D正确。]
2．用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1 ml Cu(OH)2，溶液浓度恢复至电解前。下列关于该电解过程的说法不正确的是(　　)A．生成Cu的物质的量是0.1 mlB．转移电子的物质的量是0.2 mlC．随着电解的进行溶液的pH减小D．阳极反应式是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B　[A.根据Cu元素守恒，可知生成Cu的物质的量是0.1 ml，A正确；B.加入0.1 ml Cu(OH)2，溶液浓度恢复至电解前，说明电解了0.1 ml的CuSO4和0.1 ml的H2O，转移电子的物质的量为0.4 ml，B错误；C.电解CuSO4溶液时生成H2SO4，电解H2SO4溶液，实质电解水，H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C正确；D.电解CuSO4溶液，阳极反应是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，D正确。]
3．下列关于电解CuCl2溶液(如图所示)的说法中，错误的是(　　)
A．阴极的电极反应：Cu2+＋2e－===CuB．阳极有黄绿色气体产生C．电解过程中，Cu2+向阴极移动D．总反应为CuCl2===Cu2+＋2Cl－
4．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向以及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　)
B　[根据电子流向可知，c电极是负极，d电极是正极，a电极是阴极，b电极是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。]
5．如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则：
(1)a电极为电源的______极。(2)写出电极反应式：A极：___________ _________________，B极：_____________ _________。
(3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入_____________ ____________，质量为________________________ g。
4.0(或6.2，与上一空对应)
CuO(或CuCO3，