(教案)第4章 第2节 第1课时 电解原理-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修1(人教版2019)

第二节　电解池 第1课时　电解原理 学习任务目标 1．了解电解池的工作原理和构成条件，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2．能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 3．认识化学能与电能之间的相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 1．电解质在水溶液中离解成离子的过程叫电离。 2．电解质是指在水溶液中或熔融状态下导电的化合物。 3．电解水的化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。 一、电解CuCl2溶液 1．实验探究 实验现象 实验结论 与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色物质 析出了单质铜 与正极相连的石墨棒上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了氯气 2．原理探究 (1)在水溶液中CuCl2电离生成了Cu2＋和Cl－：CuCl2===Cu2＋＋2Cl－(填电离方程式)；通电前，Cu2＋和Cl－在溶液中作自由运动。 (2)通电时，在电场的作用下，自由运动的离子作定向运动，即Cl－向阳极(与直流电源的正极相连)迁移，Cu2＋向阴极(与直流电源的负极相连)迁移。 (3)阳极电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑， 阴极电极反应是Cu2＋＋2e－===Cu， 总反应是CuCl2 Cu＋Cl2↑。 (4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 二、电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 2．电解池： (1)定义。电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件。 ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。其中与电源正极相连的叫阳极，与电源负极相连的叫阴极。 ③电解质溶液或熔融电解质。 ④形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。 (4)电子和离子移动方向。 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。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。 (√) (2)电解质溶液导电属于化学变化。 (√) (3)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。 (×) (4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。 (×) (5)电解池的阳极与电源的负极相连。 (×) 2．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是(　　) A．电解池中使用的液体不一定是电解质溶液 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，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 D　解析：电解池放电时，只要阳极是活性电极就可能放电。 3．如图所示，用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法不正确的是(　　) A．电极a是阳极 B．通电使NaCl发生电离 C．Na＋、H＋向b极移动 D．a极产生黄绿色气体 B　解析：A.由分析可知，电极a是阳极，正确；B.NaCl在水中就能发生电离，通电不是必要条件，错误；C.由分析可知，Na＋、H＋向b极移动，正确；D.a极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，产生黄绿色气体，正确。 4．某个园区内智慧能源系统整体运营，该园区集光伏发电、自动储电、电解制氢为一体。电解在工业中应用非常广泛。如图所示，烧杯中盛有足量的CuCl2溶液。 (1)C是________极，发生__________反应，电极反应为_________________；Pt是______极，发生____________反应，电极反应为____________________。发生的总反应为____________________________________________________。 (2)若将Pt电极换成Zn电极，对该电极反应________(填“有”或“没有”)影响，说明原因并写出相应的电极反应：_______________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)与直流电源正极、负极相连的分别为电解池的阳极和阴极；阳极为惰性电极，则溶液中阴离子失电子。(2)若将Pt电极换成Zn电极，即为活泼电极Zn失电子发生氧化反应。 答案：(1)阴　还原　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　氧化　2Cl－－2e－===Cl2↑　CuCl2Cu＋Cl2↑　(2)有　活泼金属作阳极，失电子，电极反应为Zn－ 2e－===Zn2＋ 电解池中电极及电极产物的判断 探究1：利用图中装置分别电解Na2SO4溶液、NaOH溶