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第四单元 化学反应与电能
第二节 电解原理及其应用
第1课时 电解原理
学习目标
1.以电解氯化铜为例，分析理解电解池的工作原理。
2.会判断离子的放电顺序，会书写其电极反应式。
3.认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，可以应用电解的知识分析解决新型电解池。
铜
生活中铜制品纯度很高。高纯度的铜是通过火法冶炼和湿法冶炼制备的。那么，大致流程是什么呢？
情境引入 高纯铜的制备
预备处理：矿石破碎和磨细
电解法提铜
硫酸浸，溶解铜离子
浸出液净化处理，净化方法包括中和沉淀、溶解和重结晶等
铜再次熔炼和精炼
情境引入 电解精炼铜
实验步骤：在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨电极。用湿润的碘化钾淀粉试纸检验两级产物。观看视频，记录现象。
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液实验
观看视频之前，根据所学知识预测实验现象。
思考1
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
实验现象：
1、与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的固体
2、与正极相连的石墨棒上有气泡产生。
实验结论： CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
阴极
与直流电源的负极相连
阳极
与直流电源的正极相连
根据电源，对两个石墨电极命名。
根据原电池原理同学们思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
学生活动一：小组讨论以下问题
(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？
(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？
思考2
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
电解氯化铜溶液的微观反应过程
Cl—
Cl—
Cl—
Cl—
Cu2+
Cu2+
Cu2+、Cl—
无规则运动
Cu2+、Cl—
定向运动
Cl—
Cl—
Cl—
Cl—
Cu2+
Cu2+
Cu2+、Cl—
发生电子得失
Cl
Cl
Cl
Cl
Cu
Cu
阴阳两极上
生成Cu、Cl2
Cl2
Cl2
e
+ -
+ -
+ -
e
任务一： 电解原理--电解CuCl2溶液
外加电源，有动力，此时不能忽略水的电离。 即是，水溶液中考虑H+和OH-的放电。
注意
CuCl2
Cu2+
+
2Cl-
H2O
H+
OH-
+
Cu2+、H+向阴极迁移
Cl-、OH-向阳极迁移
任务一： 电解原理
1、电解：使电流通过电解质溶液,而在阴、阳两极引
起氧化还原反应的过程。
2、电解池：借助于电流引起氧化还原反应的装置，
也就是把电能转化为化学能的装置叫做
电解池或电解槽。
3、电解池构成条件：
①直流电源
②两个电极(惰性电极：Pt、Au或石墨)
③电解质溶液
④形成闭合回路
阴极：与电源负极相连
阳极：与电源正极相连
电解原理
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）电解池能将化学能转化为电能（ ）
（2）电解池的阳极与电源的负极相连（ ）
（3）电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动（ ）
（4）原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应（ ）
Ⅹ
Ⅹ
√
√
练习1
任务二： 电解原理--电极反应式书写
阴极Cu2+
Cu2+
+
2Cl-
总反应CuCl2
电解
Cl2↑ + Cu
2e-
阳极 2Cl-
Cl2↑
－
学生活动二：根据现象，两极放电离子分别是什么？
思考讨论1：H+和OH-既然能放电，何没有参与电极反应呢？
任务三： 溶液中离子的放电顺序
思考讨论2：离子放电顺序如何判断呢？
离子放电顺序实质：阳离子氧化性强弱顺序，阴离子还原性强弱顺序
任务三： 溶液中离子的放电顺序
阳离子得电子或阴离子失电子使离子电荷降低的过程叫做放电。
电解时离子放电顺序
1、阴极:阳离子放电，金属活动顺序的反顺序
得电子能力（氧化性）强的阳离子先放电
电极反应产物判断
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+
＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
只在熔融状态下放电
浓度很大时排在H+前
任务三： 溶液中离子的放电顺序
2、阳极:
S2－＞I－＞Br－＞Cl－ ＞OH－＞含氧酸根＞F－
（2）若阳极材料为惰性电极(Pt、Au、石墨)，则阳极电极反应为溶液中阴离子放电
（1）若阳极材料为金属电极（除Pt 、Au、外），
则阳极电极反应为金属失电子
金属-ne- = 金属阳离子
阴离子放电顺序
失电子能力（还原性）强的阴离子先放电
任务三： 溶液中离子的放电顺序
阳极
阴极
电源
溶液中离子
金属或阴离子
阳离子
电极 反应
放电 顺序
负阴还原反应
正阳氧化反应
总结提升
思考预测：据电解的基本原理，思考预测电解饱和食盐水的产物，并说明验证产物的方法。
练习2
2．按要求书写电极反应式和总反应式。
（1）用惰性电极电解AgNO3溶液
阳极反应式：_____________________________________________________；
阴极反应式：______________________________________________________；
总反应离子方程式：____________________________________________________。
（3）以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________；
总反应离子方程式：_________________________________________________。
2H2O－4e－==O2↑＋4H＋
4Ag＋＋4e－==4Ag
电解
4Ag＋O2↑＋4H＋
4Ag＋＋2H2O
电解
Al2O3＋3H2↑
2Al＋3H2O
2Al－6e－＋3H2O==Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
练习3

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