第四章 第二节 第1课时 电解原理-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步核心辅导与测评（人教版）

第二节　电解池 第1课时　电解原理 [课标解读]　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．电解原理 实验探究： 实验现象 实验结论 原因分析 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 自由运动离子发生定向移动 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：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 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：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 2.电解和电解池 (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：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的构成条件 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。 3．电解池的工作原理简图(课本P105思考与讨论) [问题探究] 1．电解质溶液通电会发生化学变化吗？其与金属导电有何区别？ 提示：电解质溶液通电会引起氧化还原反应，发生化学变化，而金属导电是物理变化。 2．检验Cl2常用方法？ 提示：①湿润淀粉-KI试纸变蓝 ②湿润的石蕊试纸，先变红又褪色 　如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 [解析]　电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。 [答案]　C [对点训练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 解析：B　根据电子流向可知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。 知识点二　电解规律 1．电解池电极反应式的书写 (1)常见微粒的放电顺序 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 阳极：活性电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根 ①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。 ②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。　 (2)电极反应式及电解总反应方程式的书写步骤 [以惰性电极电解Cu(NO3)2溶液为例] 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极 反应式 2H2O－4e－=== O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极 反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加 入物质 加入H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极 反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 反应式 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu pH变化 增大 复原加 入物质 加入HCl 加入CuCl2 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极 反应式 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极 反应式 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加 入物质 加入HCl 加入CuO或CuCO3 　从H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解(阳离子只能使用一次)。 (1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减小，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为________，电解的阴极反应是__________________，电解的阳极反应是__________________，电解的总方程式是________________。 (2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减小，电解质的物质