内容正文:
鲁科化学·选择性必修一
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重难突破释疑惑
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第3节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
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课标要点 核心素养
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
3.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池 1.宏观辨识与微观探析 2.证据推理与模型认知 3.科学探究与创新意识
能运用化学符号和定量计算等手段说明电解池的组成及工作原理,能分析电解过程中的物质变化和伴随发生的能量转化 (1)能对复杂的电解问题中的关键要素进行分析以构建相应的模型
(2)能认识和构建电解池装置和工作原理的认知模型,并能说明模型使用的条件和适用范围 能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题,能用数据、图表、符号等处理实验信息
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[知识梳理]
1.电解熔融NaCl实验
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电极名称
铁电极
石墨电极
现象
铁片上产生银白色金属
石墨片周围有气泡产生
离子移动
方向
阳离子(Na+) 移向铁电极
阴离子(Cl-) 移向石墨电极
电极
反应式
2Na++2e-===Na
2Cl--2e-===Cl2↑
反应类型
还原反应
氧化反应
实验结论
2NaCl(熔融)eq \o(=====,\s\up17(通电),\s\do15( ))2Na+Cl2↑
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[易错警示] 电解质的导电过程是被电解的过程,属于化学变化;金属导电过程是电子的定向移动,属于物理变化。
2.基本概念
(1)电解:让 直流电 通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生 氧化 反应和 还原 反应的过程。
(2)电解池
①定义:将 电能 转化为 化学能 的装置。
②构成条件, 直流 电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成 闭合回路 。
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(3)电极
阳极——发生 氧化 反应的电极(与电源正极相连),
阴极——发生 还原 反应的电极(与电源负极相连)。
(4)电极反应
在电极上进行的半反应,可以用电极反应式表示。
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3.电解池的工作原理
[说明] (1)放电:离子在电极表面得到或失去电子的过程。
(2)水中存在平衡:H2OH++OH-,当OH-和H+的浓度改变时,平衡发生移动。
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[自我评价]
1.判断对错(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”)
(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。( × )
(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。( × )
(3)电解池工作时,阳极发生还原反应,失去电子。 ( × )
(4)电解池工作时,阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。( × )
(5)电解AgNO3溶液时,Ag+移向阳极,NOeq \o\al(-,3)移向阴极。( × )
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解析:(1)电解池的阳极连接电源的正极。
(2)用惰性电极电解NaCl溶液得H2、Cl2、NaOH。
(3)电解过程中,阳极发生氧化反应。
(4)电解池中电子不通过电解质溶液。
(5)电解池中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。
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2.连一连
将下面的电极反应与对应的电极名称连线。
①Na++e-===Na
②氧化反应 A.阳极
③还原反应
④4OH--4e-===2H2O+O2↑
B.阴极
答案:①—B ②—A ③—B ④—A
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3.想一想
某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中。
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请你分析电极a、b、c、d的名称以及Q离子是阴离子还