1.2.3 电解池的工作原理-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（苏教2019选择性必修1）

第3课时 电解池的工作原理 目标导航 课程标准 课标解读 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，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 1．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。（宏观辨识与微观探析） 2．立对电解过程的系统分析的思维模型，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。（证据推理与模型认知） 知识精讲 知识点01 电解池的工作原理 1．电解熔融氯化钠的原理 (1)通电前，熔融NaCl中存在可以自由移动的Na＋、Cl－。 (2)通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中，Na+离子向阴极移动，发生还原反应； Cl－向阳极移动，发生氧化反应。 (3)电极反应和电解反应： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑ 2．电解和电解池 (1) 电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2) 电解池是将电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称及反应类型 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。 【即学即练1】下列关于电解池的叙述中，正确的是(　　) A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极 C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动 D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等 答案：D 知识点02 电解氯化铜溶液 1．实验探究 （1）实验现象：①溶液颜色变浅；②阴极上有红色物质生成；③阳极附近有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。 （2）实验结论：电解CuCl2溶液，生成了铜和氯气。 2．实验原理 （1）放电顺序 通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，Cu2＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向a阳极移动。 在阴极，Cu2+优于H+在电极上发生反应，在阳极，Cl-优于OH-在电极上发生反应。 （2）反应原理 电极名称 阴极 阳极 反应类型 还原反应 氧化反应 电极反应式 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 【即学即练2】有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SO、OH－。用惰性电极电解时，移向阳极的是_____(填序号)，放电先后顺序是___________________；移向阴极的是____(填序号)，放电先后顺序是____________________。 答案：② I－>Cl－>OH－>SO ① Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋ 能力拓展 考法01 电解池的工作原理 （1）与电源正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，阴极发生还原反应。 （2）电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 （3）离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 【典例1】用惰性电极电解AgNO3溶液，说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 答案：D 解析：解决有关电解问题首先注意电极材料，在此基础上写出电极反应式和电解反应方程式，根据电解反应方程式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液，电解反应方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O；得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复电解前的状况，C正确。 考法02 电解反应的分析方法和放电规律 1．分析电解问题的基本方法思路 （1）通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。 （2）通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。 （3）正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。 （4）能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。