专题1 第二单元 第3课时 电解池的工作原理(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

第3课时　电解池的工作原理 一、电解熔融氯化钠 装置示意图(两电极均为石墨电极) [微辨析] 电解质溶液导电与金属导电 ①电解质溶液导电实际上是电解过程，是化学变化。 ②金属导电是自由电子发生定向移动，是物理变化。 实验分析 通电前 存在微粒 Na＋、Cl－ 微粒移动 自由移动 通电后 微粒移动 Na＋→阴极；　Cl－→阳极 电极反应 阴极：2Na＋＋2e－===2Na(还原反应) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 电解反应 2NaCl2Na＋Cl2↑ 实验现象 阴极：产生银白色金属；阳极：产生黄绿色气体 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 二、电解与电解池 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 [微辨析] 原电池和电解池 ①能量转化方式：原电池是化学能转化成电能，电解池是电能转化成化学能。 ②装置构成：原电池不需外接电源，电解池需要外接直流电源。 [微点拨] 电解池的构成条件 ①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)； ③电解质溶液或熔融电解质； ④形成闭合回路。 电解池 概念 将电能转化为化学能的装置 两极 阴极 与电源负极相连的电极是阴极，发生还原反应 阳极 与电源正极相连的电极是阳极，发生氧化反应 电解池的工作原理(电解氯化铜溶液) 装置示意图 原理分析 电极 阴极 阳极 实验现象 有红色物质析出 有黄绿色气体生成，湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝 电子流向 流入电子 流出电子 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 反应类型 还原反应 氧化反应 总反应 CuCl2Cl2↑＋Cu 　　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究(一)] 电解池的工作原理 [探究活动] 某实验兴趣小组为探究电解原理设计了如下实验装置模拟教材实验。(两极均用石墨做电极) 1．a、b电极分别是电解池的什么极？ 提示：由于a电极与电源负极相连，因此为电解池的阴极；b电极与电源的正极相连，为电解池的阳极。 2．该电解池工作时，电子的移动方向和阴阳离子的移动方向分别是什么？ 提示：电子不能通过电解质溶液，电解过程中，电子由电源负极→导线→a；由b→导线→电源的正极。电解质溶液中阴阳离子定向移动，其中铜离子和氢离子→阴极；氯离子和氢氧根离子→阳极。 3．在氯化铜溶液中阳离子除了Cu2＋还有H＋，为什么开始电解后电极上只析出金属铜？ 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，Cu2＋比H＋更容易得电子，因此开始电解时阴极上只析出金属铜。 4．若b电极换为Cu电极，b电极上发生的反应有何变化？ 提示：b电极为阳极，若用石墨做电极，阳极上氯离子失电子，但是若用金属铜作阳极，阳极上的反应为Cu－2e－===Cu2＋。 [生成认知] 1．电解池的工作原理 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，如图所示。 2．电解池阴、阳极的判断 3．电解时电极产物的判断 4．电解池电极反应式及总反应式的书写步骤 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 微观粒子 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：溶液中的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 [跟踪训练] 1．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是(　 ) A．电解质溶液是稀硫酸 B．金属M是阳极，金属N是阴极 C．M和N是石墨电极 D．M是阴极，N是阳极 解析：选B　由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质析出，发生还原反应，为阴极。 2．如图所示，下列叙述正确的是(　 ) A．Y为阴极，发生氧化反应 B．X为正极，发生氧化反应 C．Y与滤纸接触处有氧气生成 D．Y与滤纸接触处变红 解析：选D　从题图中可以看出，左边的装置为原电池而右边的装置为电解池。