专题1 第二单元 第3课时 电解池的工作原理（课件+word）-2021-2022学年高二化学【创新设计】同步学考笔记（苏教版2019选择性必修1）河北

第3课时　电解池的工作原理 【课程标准要求】　 1.了解电解池的工作原理。2.能设计简单的电解池。 电解池的工作原理 1.电解熔融氯化钠 如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 (1)通电前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒的运动状态是自由移动。 (2)通电后离子运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的变化是①铁电极：2Na＋＋2e－===2Na；②石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 (3)由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。 2.电解CuCl2溶液 (1)装置 (2)电极反应 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu发生还原反应 阳极 2Cl－－2e－===Cl2发生氧化反应 总反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 3.电解和电解池 (1)电解是在直流电作用下，在两个电极上发生氧化还原反应的过程。 (2)电解池是将电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 (5)电子流向和离子流向 电子流向：电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极 离子流向：阳离子→电解池阴极　阴离子→电解池阳极 【微自测】 如下图所示装置中，属于电解池的是(　　) 答案　C 解析　根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不属于电解池。 一、电解池的工作原理和电解规律 【活动探究】 用下列装置电解不同电解质溶液，结合教材中“电解原理”知识，交流讨论。 1.写出实验1中阴极和阳极的电极反应式，对比①和②，说明电极材料对电极产物的影响。 提示　①阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；②阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；阳极：Cu－2e－===Cu2＋；电极材料对阴极无影响，若阳极材料是活性电极，则电极本身放电，溶液中的离子不放电。 2.判断实验2中的阴极和阳极产物，说明判断电极产物要考虑哪些因素？ 提示　③阴极：H2、阳极：O2；④阴极：H2、阳极：O2；判断电极产物要考虑阳极材料和电解质溶液中离子的氧化性或还原性的强弱。 3.实验3中持续电解分两个阶段，分别写出两个阶段的电极反应和电解总反应式。 提示　第一阶段：阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，电极总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。第二阶段：阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑， 电池总反应：2H2O2H2↑＋O2↑。 【核心归纳】 1.电解池的工作原理 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 2.电解池阴、阳极的判断方法 3.电解时电极产物的判断 4.酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极) 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液： (1)电解水型 电解质 H2SO4 (含氧酸) NaOH (可溶性强碱) Na2SO4 (含氧酸强碱盐) 阳极反应式 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 阴极反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl(无氧酸) CuCl2 (无氧酸弱碱盐) 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu pH变化 增大 复原加入物质 HCl(g) CuCl2(s) (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl (无氧酸强碱盐) CuSO4 (含氧酸弱碱盐) 阳极反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl(g) CuO或CuCO3 (1)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)。 (2)电解质溶液恢复原