人教版高中化学选修4 化学反应原理 第四章 第三节 电解池(第1课时)
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A：理论先行
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+
阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么
样的电极反应？产物可能是哪些？
惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与 反应
活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、 又可以参与电极反应
2020/9/22
15
电解原理
结一结： ①电极反应：阳氧化、阴还原
②离子流向： 异性相吸
(阳氧)
③电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子 导电，再从阳极流回正极
2020/9/22
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电解原理
金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
阳极：还原性强的离子先失电子
金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－
除Pt、Au
2020/9/22
10
电解原理
离子放电顺序： 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化
新课标人教版高中化学课件系列
选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础
第三节 电解池 第1课时
2020/9/22
1
电解原理
氢
氧
气
气
_ +
电解 电解水 ：2 H2O ====2 H2 ↑＋ O2↑
2020/9/22
2
电解原理
1、电解质是指在水__溶_液__或_熔_融__状_态__下_能够导 电的化合物。 2、电离是指电解质在____水_溶_液_______或 ____熔_融_____状态下离解成__自_由__移_动__离_子___ 的过程。 3、原电池是_把_化__学_能__转_化_为__电_能_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是
①离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子； 通电后：Cu2+ H＋移向阴极， Cl－ OH－移向阳极；
②电极反应：
阳极： 2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应） 阴极： Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
2020/9/22
Cu2+
Cl Cl
电解氯化铜溶液实验装置
单击电子流动
14
电解原理
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出， 流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。 （注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液 中移动） 离子定向移动的方向:
阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动. 惰性电极与活性电极：
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭 合回路、自发发生氧化还原反应
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电解原理
探究实验1
实验 步骤
如图所示，将用导线连接在一起的两 根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型 管中，观察现象。
实验
现象
无现象
结论 没有且不能自发发生原电池反应
分析原因: 甲装置不满足构成原电池的条件
阴极区：Cu2+→Cu 阳极区： Cl-→Cl2↑
H+→H2↑ OH-→O2↑
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电解原理
实验结果交流
B. 实验记录
实验现象
产物验证
氢气？
产物确定
阴极 阳极
有红色固 体析出
—————
铜
有气泡逸出 使淀粉碘化钾试纸变蓝
不能使带火星木条复燃
氯气
氧气？
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电解原理
一、电解原理
2020/9/22
Cl- Cl- Cl-
Cu2+
Cwenku.baidu.com-
Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
－Ⅰ通＋电前
阴极
阳极
Cu2+
Cl-
ClCl- Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Cl-
Ⅱ通电后
13
电解原理
③电解池中离子和电子的移动方向
－e- ＋
－
阴极
＋
阳极
Cu
e-
oooo
oooo oooo oooo
Cl2
oooo
oooooooooooo ooooooooooo
生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 不同时按（H+）
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电解原理
５．实验微观解释
成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴
离子的放电顺序（由难到易）是：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-
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电解原理
离子放电顺序：
阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发
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电解原理
探究实验2
如图所示，将两根石墨
＋
－
棒分别跟直流电源的正
C
极和负极连接，浸入盛 阳极
C
阴极
有CuCl2溶液的烧杯中 ， Cl2 再接通12V直流电,观察 现象。
约3～5min后切断电源。
Cu －－ CuCl2溶液
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电解原理
实践探究 1、向氯化铜溶液中通入直流电
1.电解： 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池： 电能转变为化学能的装置。 C
C
3.构成电解池的条件：
①直流电源；
②阴、阳 阴极:与电源负极相连
[氧化反应]
电极 阳极:与电源正极相连 [还原反应]
③电解质溶液或熔融电解质； ④形成闭合回路。
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思考?
电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：
Na2SO4 ＝
2Na++
2—
SO4
H2O H+ + OH—
阳离子 H+ >Na+ 离子放电的顺序
阴离子 OH－>SO42－
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O＝电＝解 O2↑ +2H2↑
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电解原理
一、电解原理
4.放电能力
阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电。 离子得失电子的能力
影响离子放电的因素： 离子的浓度
2020/9/22
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电解原理
电解质在水溶液中放电顺序
阴极：氧化性强的离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ >Pb2+ > Sn2+ +>Fe2+>Zn2+ 浓度大时先于 H+放电 >H+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 水中H+先放电
CuCl2＝ Cu2++2ClH2O H+ + OH-
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+
阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么
样的电极反应？产物可能是哪些？
惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与 反应
活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、 又可以参与电极反应
2020/9/22
15
电解原理
结一结： ①电极反应：阳氧化、阴还原
②离子流向： 异性相吸
(阳氧)
③电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子 导电，再从阳极流回正极
2020/9/22
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电解原理
金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
阳极：还原性强的离子先失电子
金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO3－>SO42－>F－
除Pt、Au
2020/9/22
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电解原理
离子放电顺序： 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化
新课标人教版高中化学课件系列
选修4 化学反应原理 第四章 电化学基础
第三节 电解池 第1课时
2020/9/22
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电解原理
氢
氧
气
气
_ +
电解 电解水 ：2 H2O ====2 H2 ↑＋ O2↑
2020/9/22
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电解原理
1、电解质是指在水__溶_液__或_熔_融__状_态__下_能够导 电的化合物。 2、电离是指电解质在____水_溶_液_______或 ____熔_融_____状态下离解成__自_由__移_动__离_子___ 的过程。 3、原电池是_把_化__学_能__转_化_为__电_能_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是
①离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子； 通电后：Cu2+ H＋移向阴极， Cl－ OH－移向阳极；
②电极反应：
阳极： 2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应） 阴极： Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
2020/9/22
Cu2+
Cl Cl
电解氯化铜溶液实验装置
单击电子流动
14
电解原理
电子的流向: 电子从外加电源的负极流出， 流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。 （注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液 中移动） 离子定向移动的方向:
阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动. 惰性电极与活性电极：
两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭 合回路、自发发生氧化还原反应
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电解原理
探究实验1
实验 步骤
如图所示，将用导线连接在一起的两 根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型 管中，观察现象。
实验
现象
无现象
结论 没有且不能自发发生原电池反应
分析原因: 甲装置不满足构成原电池的条件
阴极区：Cu2+→Cu 阳极区： Cl-→Cl2↑
H+→H2↑ OH-→O2↑
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电解原理
实验结果交流
B. 实验记录
实验现象
产物验证
氢气？
产物确定
阴极 阳极
有红色固 体析出
—————
铜
有气泡逸出 使淀粉碘化钾试纸变蓝
不能使带火星木条复燃
氯气
氧气？
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电解原理
一、电解原理
2020/9/22
Cl- Cl- Cl-
Cu2+
Cwenku.baidu.com-
Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
－Ⅰ通＋电前
阴极
阳极
Cu2+
Cl-
ClCl- Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Cl-
Ⅱ通电后
13
电解原理
③电解池中离子和电子的移动方向
－e- ＋
－
阴极
＋
阳极
Cu
e-
oooo
oooo oooo oooo
Cl2
oooo
oooooooooooo ooooooooooo
生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 不同时按（H+）
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电解原理
５．实验微观解释
成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴
离子的放电顺序（由难到易）是：
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-
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电解原理
离子放电顺序：
阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发
2020/9/22
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电解原理
探究实验2
如图所示，将两根石墨
＋
－
棒分别跟直流电源的正
C
极和负极连接，浸入盛 阳极
C
阴极
有CuCl2溶液的烧杯中 ， Cl2 再接通12V直流电,观察 现象。
约3～5min后切断电源。
Cu －－ CuCl2溶液
2020/9/22
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电解原理
实践探究 1、向氯化铜溶液中通入直流电
1.电解： 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
氧化还原反应的过程，叫做电解。
2.电解池： 电能转变为化学能的装置。 C
C
3.构成电解池的条件：
①直流电源；
②阴、阳 阴极:与电源负极相连
[氧化反应]
电极 阳极:与电源正极相连 [还原反应]
③电解质溶液或熔融电解质； ④形成闭合回路。
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思考?
电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：
Na2SO4 ＝
2Na++
2—
SO4
H2O H+ + OH—
阳离子 H+ >Na+ 离子放电的顺序
阴离子 OH－>SO42－
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O＝电＝解 O2↑ +2H2↑
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电解原理
一、电解原理
4.放电能力
阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电。 离子得失电子的能力
影响离子放电的因素： 离子的浓度
2020/9/22
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电解原理
电解质在水溶液中放电顺序
阴极：氧化性强的离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ >Pb2+ > Sn2+ +>Fe2+>Zn2+ 浓度大时先于 H+放电 >H+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 水中H+先放电