(教案)第1章 第3节 第1课时 电解的原理-【提分教练】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修一(鲁科版2019)

第3节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解的原理 学习任务目标 1．理解电解池中电子、阴阳离子的移动，电极反应及其变化，电流形成的过程和原理。 2．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和总反应，加深对电解原理的理解和应用。 1．固体氯化钠不能导电，但NaCl在水溶液或熔融状态下可发生电离，其电离方程式为NaCl===Na＋＋Cl－，因此熔融的NaCl中含有的离子是Na＋和Cl－。水是一种极弱的电解质，可发生微弱的电离产生极少量的H＋和OH－，因此NaCl溶液中含有Na＋、Cl－、H＋、OH－四种离子。 2．根据金属活动性顺序表，可得还原性顺序Zn>Fe>Sn>Pb>H2>Cu>Ag，则对应离子Zn2＋、Fe2＋、Sn2＋、Pb2＋、H＋、Cu2＋、Ag＋氧化性由强到弱的顺序为Ag＋>Cu2＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋。 3．常见非金属单质的氧化性Cl2>Br2>I2>S，则对应阴离子的还原性由强到弱的顺序为S2－>I－>Br－>Cl－。 1．电解熔融氯化钠的实验 (1)通电前，熔融NaCl中存在的离子是Na＋和Cl－。 (2)工作原理 电极名称 铁电极 石墨电极 现象 铁片上产生银白色金属 石墨片周围有气泡产生 离子移动 方向 阳离子(Na＋)移向铁电极 阴离子(Cl－)移向石墨电极 电极反应 2Na＋＋2e－===2Na 2Cl－－2e－===Cl2↑ 反应类型 还原反应 氧化反应 实验结论 2NaCl2Na＋Cl2↑ (3)实验结论 熔融NaCl的导电过程，就是NaCl的电解过程，就是在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。 2．电解和电解池 (1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，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：在外加电源的作用下，将电能转化成化学能的装置。 (3)电极 阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)。 阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。 (4)构成电解池的条件：①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 (5)离子的定向移动：阴离子移向阳极；阳离子移向阴极。 3．电解池的工作原理 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)电解过程是自发的氧化还原反应过程。 (　　) ×　提示：电解的过程是一个非自发的氧化还原反应的过程，是在外加电流的作用下发生的。 (2)金属导电与电解质溶液导电原理相同。 (　　) ×　提示：金属导电是自由电子的定向移动，电解质溶液导电则是阴、阳离子的定向移动。 (3)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。 (　　) ×　提示：用惰性电极电解NaCl溶液得H2、Cl2、NaOH。 (4)电解池工作时，阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。 (　　) ×　提示：电解池中电子不通过电解质溶液。 2．如图所示的装置中，属于电解池的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D C　解析：构成电解池时要有与外直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔融的电解质中，且要形成闭合回路，C正确、D错误。 3．下列有关电解及电解池的说法错误的是(　　) A．电解过程中，一定伴随着电子的转移 B．电解质溶液导电的实质是某电解质被电解的过程 C．电解池的阳极一定与直流电源的正极相连 D．电解池的阴极上一定发生失电子的反应 D　解析：电解池的阴极上阳离子放电，发生还原反应，得到电子。 电极产物的判断　电极反应的书写 1807年，英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色火焰；在阳极产生一种无色气体和水蒸气。这就是发现钾元素的主要过程，在当时社会上引起轰动。 探究1：通电过程中能量的转化形式是什么？ 提示：通电过程中电能转化为化学能。 探究2：通电过程中阴极发生反应的类型是什么？阳极发生反应的类型是什么？试写出电解过程的电极反应。 提示：阴极钾元素的化合价降低，发生还原反应，则阳极发生氧化反应。阴极反应：4K＋＋4e－===4K，阳极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 探究3：若将“熔融的氢氧化钾”换成KOH溶液，还能制得金属钾吗？试分析溶液中存在的离子进行解释，并写出两极的反应。 提示：不能。溶液中含有KOH电离产生的K＋和OH－，还有水电离产生的少量H＋和OH－，故溶液中含有K＋、H＋和OH－，H＋的放电顺序优先于K＋，因此不能制得金属钾。阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。 1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项