1.3.1 电解的原理-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（鲁科版2019选择性必修1）鲁琼word

第3节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解的原理 【课程标准要求】　 1．体验化学能与电能相互转化的探究过程 2．分析解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 3．能写出电解池的电极反应式和反应方程式。 一、电解熔融氯化钠 实验装置及操作 实验现象 通电后，在石墨电极周围有黄绿色的气泡产生，在铁电极周围有银白色金属生成 实验分析 ①熔融氯化钠中含有可自由移动的Na＋和Cl－ ②通电后离子的移动：Na＋移向铁电极；Cl－移向石墨电极 ③电极上发生的反应：铁电极：2Na＋＋2e－===2Na 石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 实验结论 在通电条件下，熔融的氯化钠发生了化学反应，分解生成了钠和氯气：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 【微自测】 1．下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (1)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(√) (2)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×) (3)电解熔融NaCl，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。(×) (4)用石墨和铁作电极电解熔融NaCl，与电源正极相连一极的电极反应式为Na＋＋e－===Na(×) 二、电解与电解池 1.电解 让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，而在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。 2．电解池 (1)定义：将电能转化为化学能的装置。 (2)组成：与直流电源相连的两个固体电极；电解质溶液或熔融的电解质；形成闭合回路。 (3)电极名称与电极反应： 阳极：与电源正极相连，溶液中阴离子移向此极，失去电子，发生氧化反应。 阴极：与电源负极相连，溶液中阳离子移向此极，得到电子，发生还原反应。 (4)电子流向： 电源负极→导线→电解池的阴极；电解池的阳极→导线→电源的正极。 (5)电解熔融NaCl的化学方程式：2NaCl__2Na＋Cl2↑。 【微自测】 2．下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (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(√) (5)电解池中，电子的流向是负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极(×) 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－===Cu；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(非含氧酸) CuCl2 (非含氧酸弱碱盐) 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 (非含氧酸强碱盐) CuSO4 (含氧酸弱碱盐) 阳极反应式 2Cl－－