专题1 第二单元 第3课时 电解池的工作原理-【导与练】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步全程学习全书word（新教材，苏教版）

第3课时　电解池的工作原理 1.通过电解池构成的探究,掌握电解池的工作原理。 2.通过对比四种电解类型,掌握不同类型电解的区别与联系。 学习任务1　电解池工作原理 1.电解熔融的氯化钠实验探究 电解装置 电 解 过 程 分 析 通电 前 存在粒子 Na+、Cl- 粒子移动 自由移动 通电 后 粒子移动 Na+移向阴极、Cl-移向阳极 电极反应 阴极:2Na++2e-2Na 阳极:2Cl--2e-Cl2↑ 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 2.电解的概念 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。 3.电解池 (1)概念:将电能转化为化学能的装置。 (2)构成条件。 ①两个电极:阳极——与电源正极连接;阴极——与电源负极连接。 ②电解质溶液或熔融电解质。 ③直流电源。 ④构成闭合回路。 (3)工作原理。 ①电极反应类型。 阳极→氧化反应;阴极→还原反应。 ②电子流向:电源负极→阴极;阳极→电源正极。 ③电流方向:电源正极→阳极;阴极→电源负极。 ④离子流向:阳离子→阴极;阴离子→阳极。 电解质溶液导电与金属导电有什么不同? 提示:电解质溶液导电实际上是电解过程,发生氧化还原反应,是化学变化;金属导电是因为在电场作用下,自由电子发生定向移动,是物理变化。 判断正误。 (1)二次电池充电时将化学能转化为电能。(　×　) 提示:二次电池充电为电解过程,将电能转化为化学能。 (2)电解反应与原电池反应均为氧化还原反应。(　√　) (3)电解可以使不能自发的氧化还原反应得以发生。(　√　) 提示:在外加电源的作用下,通过电解可以使某些不能自发的反应发生,如2NaCl2Na+Cl2↑。 (4)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极。(　×　) 提示:在电解池中,电子从电源负极流出,进入阴极,相关粒子在阴极得电子被还原,体系中相关粒子在阳极失电子发生氧化反应,失去的电子流入电源的正极,从而形成闭合回路,可见电子不是从电源负极流向电解池阳极。 探究　电解池的构造及工作原理 某同学用硫酸铜溶液做电解液,用铜管做电极连在电池的正极上,放入硫酸铜溶液中。然后用鳄鱼夹夹住一枚硬币并连接在电池负极上,然后把硬币放入硫酸铜溶液中。过一段时间取出来,发现硬币变为铜币。为什么会有这一现象?我们一起来探究。 问题1:结合电解池的构成条件判断上述装置是否满足形成电解池? 提示:满足,该装置有直流电源、两个电极、电解质溶液并形成了闭合回路。 问题2:直流电源在该装置中的作用是什么? 提示:直流电源为电解装置提供能量,并强制电子转移以达到发生氧化还原反应的目的。 问题3:该装置中硬币电极上发生什么反应?硬币作阳极还是阴极? 提示:由于电源电子流向该电极,所以电极表面的氧化剂(Cu2+)就会在此电极上发生还原反应,发生的电极反应为Cu2++2e-Cu,所以硬币表面析出Cu变为铜币。硬币作阴极。 问题4:该装置中铜管电极上发生什么反应?铜管作阳极还是阴极? 提示:由于电源转移走了该电极的电子,所以该电极上的还原剂(Cu)发生氧化反应,发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+。铜管作阳极。 1.电解池电极的判断 2.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、阳离子的定向移动形成内电路,再从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的正极。 1.下列关于电解池的叙述中,正确的是(　D　) A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极 C.在电解质溶液中,阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动 D.相同时间内,电解池中物质在阴极上得到的电子数与在阳极上失去的电子数相等 解析:电解池中的闭合回路既有电子的定向运动,也有溶液中阴阳离子的定向运动,A错误;电解池中电子只能在外电路中运动,而不能在溶液中运动,溶液导电是靠离子的定向运动,B错误;在电解池的电解质溶液中,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,C错误;根据电子的得失守恒可知,相同时间内物质在两极得失电子数相等,选项D正确。 2.关于如下图所示甲乙两个装置的叙述正确的是(　A　) A.装置名称:甲是电解池,乙是原电池 B.硫酸浓度变化:甲减小,乙增大 C.电极反应式:甲中阳极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑,乙中正极反应为Zn-2e-Zn2+ D.离子移动方向:甲中H+向阴极方向移动,乙中H+向负极方向移动 解析:甲装置有电源,是用惰性电极电解硫酸溶液的装置,为电解池,乙装置为铜、锌原电池,故A正确;甲中电解硫酸相当于电解水,硫酸浓度增