专题1 第二单元 第4课时 电解池的工作原理-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（苏教版2019选择性必修1）粤渝闽苏桂word

第4课时　电解池的工作原理 [核心素养发展目标]　1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。2.证据推理与模型认知：建立对电解过程系统分析认识的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。 一、电解原理 1．电解熔融态氯化钠的原理分析 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析 ①通电前 熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒做无规则(或自由)运动。 ②通电后 离子移动方向： Na＋移向阴极，Cl－移向阳极。 电极上发生的反应： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na，发生还原反应； 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，发生氧化反应。 (3)分析结论 熔融的NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。 总反应方程式：2NaCl2Na＋Cl2↑。 2．电解和电解池 (1)电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的电极名称 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 ①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 (5)电子和离子移动方向 ①电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 3．电解氯化铜溶液实验探究 (1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。 实验现象 实验结论 电流计指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜，阴极的电极反应式是：Cu2＋＋2e－===Cu 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 产生了氯气，阳极的电极反应式是：2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)实验原理分析 ①氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中做自由运动。 ②通电时在电场的作用下，溶液中的离子做定向运动，即Cl－、OH－趋向a极，Cu2＋、H＋趋向b极。 ③a极(阳极)Cl－的还原性大于OH－，因而Cl－被氧化为Cl2，b极(阴极)Cu2＋的氧化性大于H＋，因而Cu2＋被还原为Cu。 (1)电解池的两个电极必须是活泼性不同的电极(　　) (2)电解池是把化学能转化为电能的装置(　　) (3)电解质溶液导电的过程为物理过程(　　) (4)电解池的阴极是指和直流电源负极相连的电极(　　) (5)电解池在工作时，阴极上发生还原反应(　　) (6)某些不能自发的氧化还原反应，可以通过电解来实现(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 1．电解时电子可从溶液中通过吗？ 提示　电子不能通过电解质溶液，在溶液中是由离子定向移动传导电流。 2．阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？ 提示　原电池中：阳离子→正极；阴离子→负极； 电解池中：阳离子→阴极；阴离子→阳极； 二者的阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极。 3．电解池装置不同于原电池装置的主要特点是什么？ 提示　电解池有外加电源，而原电池是将自发的氧化还原反应转化为电能，无外加电源。 1．如图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。 答案　③⑥ 解析　根据电解池的构成条件逐个判断。①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质；⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。 2．如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为________，b电极为________。 (2)c电极为________，电极反应式为________________________________________，发生了________反应。 d电极为________，电极反应式为________________________________________，发生了________反应。 (3)电解过程中，氢离子向____(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向____极移动。电解反应方程式为：______________________________________________________________ _____________________________________________________________________________