专题1 第2单元 第3课时 电解池的工作原理-【精讲精练】2023-2024学年高中化学选择性必修1苏教版（河北专版）（教师用书）

第3课时　电解池的工作原理 学习目标 1．体验化学能与电能相互转化的探究过程。 2．分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 3．能写出电解池的电极反应式和反应方程式。 知识点一　电解原理 1．电解熔融氯化钠的原理分析 (1)氯化钠的原理图 (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__，总反应式是　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)电解池的工作原理 3．电解氯化铜溶液实验探究 (1)按下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。 [思考探究] 1．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，阳离子移向正极，阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。即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。 2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？ 提示　电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。 3．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。 [归纳提升] 1．电解池的阴极、阳极的判断方法 2．离子放电顺序 (1)基本思路 (2)离子放电顺序 ①阴离子放电顺序 ②阳离子放电顺序 (3)根据实验现象判断阴、阳极和电极产物 实际题目中往往不给出电解池的电源，而是给出一些实验现象，据此先判断出是何种离子放电，从而确定出电源的正、负极和电解池的阴、阳极，并进行有关问题的分析。 ①滴入酚酞试剂显红色的一极(说明H＋放电显碱性)是阴极，接电源的负极； ②滴入石蕊试剂显红色的一极(说明OH－放电显酸性)是阳极，接电源的正极； ③电极增重的一极(说明不活泼金属离子放电析出金属)是阴极，接电源的负极。 3．电解池中电极反应式及电解总反应式的书写 (1) 书写步骤 具体操作 判断 两极 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连 判断反 应微粒 活性电极：电极材料本身失电子 溶液中的较易得电子的阳离子反应 惰性电极：溶液中较易失去电子的阴离子反应 书写电极 反应式 活性电极：M－ne－===Mn＋ Mn＋＋ne－===M 惰性电极：mRn－－mne－===Rm 书写电解 总方程式 根据得、失电子数相等，将阴、阳极电极反应式相加得电解总反应式，注意若是水电离的H＋或OH－参与电极反应，写总反应式时要写成H2O (2)注意事项 ①做到“三看”，正确书写电极反应式 a．一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。 b．二看介质，介质是否参与电极反应。 c．三看电解质状态，若是熔融状态