内容正文:
第3课时 电解池的工作原理
[明确学习目标] 1.认识化学能与电能的相互转化。2.会描述电解池的工作原理、能正确书写电极反应式。3.能利用电解原理提出物质转化的方案。
1.电解
(1)定义: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)能量转化特点:将电能转化为化学能。
2.电解池
(1)定义:将电能转化为化学能的装置称为电解池。
(2)电极及电极反应
阳极:与电源正极相连的电极,发生氧化反应。
阴极:与电源负极相连的电极,发生还原反应。
3.电解原理
(1)电解熔融氯化钠
电解
装置
电解
过程
分析
①氯化钠在高温下熔融并发生电离,生成可自由移动的Na+和Cl-
②通电后离子的运动
阳离子:Na+移向阴极
阴离子:Cl-移向阳极
③电极上发生的变化
阴极:2Na++2e-===2Na,还原反应
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,氧化反应
续表
总反
应式
熔融的氯化钠在电流作用下,发生化学反应,分解生成钠和氯气:2NaCl2Na+Cl2↑
(2)电解CuCl2溶液
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氯化铜溶液的电解
电解装置
电解过程分析
通电前
存在微粒
Cu2+、Cl-、H+、OH-
微粒运动
自由移动
通电后
微粒运动
Cu2+、H+移向阴极
Cl-、OH-移向阳极
电极反应
阴极:Cu2++2e-===Cu,还原反应
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,氧化反应
总反应
CuCl2Cu+Cl2↑
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)电解池是把化学能转化为电能的装置。( )
(2)电解质溶液导电的过程为物理过程。( )
(3)电解池的阴极是指和直流电源负极相连的电极。( )
(4)电解池在工作时,阴极上发生还原反应。( )
(5)某些不能自发的氧化还原反应,可以通过电解来实现。( )
(6)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na++e-===Na。( )
(7)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为4OH- -4e-===O2↑+2H2O。( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
(6)√ (7)×
2.下列关于电解池工作原理的说法中,错误的是( )
A.电解池中电流流入的一极是阳极
B.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应
C.电解池工作时,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应
D.与原电池不同,电解池工作时,电极本身不会参加电极反应
答案 D
3.某同学将电解池工作时电子、离子移动方向及电极种类等信息表示在如图中,下列有关分析完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
答案 B
4.用惰性电极进行电解,下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸,实质是电解水,故溶液浓度不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液浓度减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解足量氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
答案 D
知识点一 电解池的工作原理
1.电解池工作原理分析
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,在该过程中电解质溶液(或熔融液)中的阳离子按氧化性由强到弱的顺序在阴极上得电子,发生还原反应,阴离子(或阳极金属)按还原性由强到弱的顺序在阳极上失电子,发生氧化反应。
2.电解池中电解产物的判断
(1)阳极产物的判断
先看电极材料,如果是活性电极(除Au、Pt以外的金属电极都是活性电极),则电极材料失去电子,被溶解;如果是惰性电极(如石墨、Au、Pt等电极),根据阴离子的放电顺序判断。
阴离子的放电顺序及产物:
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子的放电顺序判断。
阳离子的放电顺序及产物:
1.用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。下列分析正确的是( )
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阴极上发生的反应:2Cl--2e-===Cl2↑
D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
答案 A
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