第1节　第1课时　电解的原理2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第3节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解的原理 [核心素养发展目标]　1.从宏观和微观的角度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。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。 一、电解的原理 1．电解熔融氯化钠实验 (1)实验装置如图 (2)实验现象：通电后，石墨片周围有气泡产生，铁片上生成银白色金属。 (3)实验分析 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＋移向铁电极，Cl－移向石墨电极。 电极上发生的反应： 铁电极：2Na＋＋2e－===2Na，发生还原反应；石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑，发生氧化反应。 (4)实验结论 熔融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。 2．基本概念 (1)电解：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液，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构成条件：直流电源、电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体。 (3)电极 阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)； 阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。 (4)电极反应 在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。 3．原电池和电解池的比较 比较 原电池 电解池 定义 将化学能转化为电能的装置 将电能转化为化学能的装置 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 装置特征 无电源 有电源，两极材料可同可不同 形成条件 ①自发的氧化还原反应 ②电极和电极反应物 ③离子导体 ④形成闭合回路 ①两电极连接直流电源 ②电极插入离子导体 ③形成闭合回路 电极名称 负极：电子流出的电极； 正极：电子流入的电极 阳极：与电源正极相连的电极； 阴极：与电源负极相连的电极 电极反应类型 负极：氧化反应； 正极：还原反应 阳极：氧化反应； 阴极：还原反应 电子流向 负极→正极 电源负极→阴极 阳极→电源正极 离子的移动方向 阳离子向正极移动； 阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动； 阴离子向阳极移动 电池反应 都是氧化还原反应 (1)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(　　) (2)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应(　　) (3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(　　) (4)电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动(　　) (5)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√ 1．如图所示装置中，属于电解池的是(　　) 答案　C 解析　根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，且装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不属于电解池。 2.如图所示是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为________，b电极为________。 (2)c电极为________，电极反应式为____________________，发生了______反应。d电极为______，电极反应式为__________________，发生了______反应。 (3)电解过程中，铜离子向____(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向____极移动。电解总反应式：____________________________。 答案　(1)正极　负极　 (2)阳极　2Cl－－2e－===Cl2↑　氧化　阴极　Cu2＋＋2e－===Cu　还原　 (3)阴　阳　CuCl2Cu＋Cl2↑ 电解池的工作原理 二、电解池中电极反应式的书写 1．电极反应式的书写步骤 2．电解池中电极反应式书写的关键点 (1)书写电解池中电极反应式时，强电解质以实际放电的离子表示，弱电解质写成化学式。 (2)电极反应式的书写首先根据题干要求及信息写出反应物和反应产物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。 (3)酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋。 (4)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“通电”。 (1)电解池工作时，阳极发生还原反应，失去电子(　　) (2)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑(　　) (3)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)× 按要求书写电极反应式和总反应式。 (