(讲义)专题1 第2单元 基础课时6 电解池的工作原理-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修1(苏教版2019)

基础课时6　电解池的工作原理 1．通过理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，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式和总反应式，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 1．电解熔融的氯化钠 电解熔融态氯化钠原理图 (1)实验现象。 通电后，在阳极周围有气泡产生，在阴极上生成银白色金属。 (2)实验分析。 ①熔融氯化钠中存在的微粒：Na＋、Cl－。 ②通电后离子和电子的移动方向 离子：阳离子Na＋(填离子符号)移向阴极；阴离子Cl－(填离子符号)移向阳极。 电子：从电源负极流向阴极，从阳极流向电源的正极。 ③电极上发生的变化 阴极：2Na＋＋2e－===2Na(还原反应)。 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 (3)实验结论。 熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化，分解生成了钠和氯气。 微点拨：工业上活泼金属的制备通常用电解法。如NaCl(熔融)Na，MgCl2(熔融)Mg，Al2O3(熔融)Al。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)熔融氯化钠中存在的微粒为Na＋、Cl－ (√) (2)熔融的氯化钠在电流作用下发生化学变化，分解生成钠和氯气 (√) (3)工业上用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝 (×) 2．电解池的基本概念 (1)电解。 在直流电的作用下，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。 ①定义：将电能转化为化学能的装置。 ②组成：直流电源，固体电极材料，电解质溶液或熔融电解质，构成闭合回路。 (3)电极及电极反应。 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极 (×) (2)在电解池中与外接电源负极相连的电极是阴极 (√) (3)电解池中，电子从阳极流入电源正极 (√) (4)电解池的阳极发生还原反应 (×) 3．电解CuCl2溶液 装置 现象 反应 阴极 有红色物 质析出 Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 阳极 有黄绿色 气体生成 2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 电池总反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 微点拨：电解CuCl2溶液时，Cl－、OH－向阳极移动，还原性强的Cl－优先失去电子发生氧化反应；Cu2＋、H＋向阴极移动，氧化性强的Cu2＋优先得到电子发生还原反应。 　用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。下列分析正确的是(　　) A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阴极上发生的反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 A　[电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，阴极与直流电源的负极相连，阳极与直流电源的正极相连，A项正确；电解质在溶液中的电离是水分子的作用，与是否通电无关，B项错误；电解过程中阳极上发生的反应为氧化反应，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，在阳极附近可观察到黄绿色气体，C、D项错误。] 电解池的工作原理及电解规律 利用太阳能电池实现太阳能转化为电能，进行电解水。然后，通过电解水获取的氢气和氧气组成氢氧燃料电池，实现化学能转化为电能，带动小风扇的转动(如图)。 [问题1]　电解原理分析 (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→正极；阴离子→负极； 电解池中：阳离子→阴极；阴离子→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)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，在溶液中是自由离子定向移动传导电流。 [问题2]　电极放电顺序 (1)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或失电子？ [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。 (2)若用Cu电极电解稀硫酸，开始电解时的电极反应式和总反应式如何书写？ [提示]　阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 电解总反应式：H2SO4＋CuCuSO4＋H2↑。 (3)若将等物质的量的CuSO4和MgCl2混合溶于水，对该溶液以情性电极进行电解，试讨论两个电极可能生成的产物，并写出总反应式。 [提示]　在此混合溶液中，含有的阳离子放电顺序为Cu2＋>H＋>Mg2＋，