第4章 第2节第1课时 电解原理(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材化学选择性必修1同步学习指导(人教版2019)

第二节　 电解池 第 １ 课时　 电解原理 学习目标 １. 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用ꎮ ２. 了解电解池的工作原理ꎬ认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用ꎮ 核心素养 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ꎬ培养宏观辨识与微观探析的 能力ꎮ ２. 建立对电解过程的系统分析认识的思维模型ꎬ理解电解的规律ꎬ会判断电解的产物ꎬ培养证据推 理与模型认知能力ꎮ 新 课 情 境 呈 现 　 　 １８０７ 年ꎬ当英国化学家戴维将铂电极插入到熔融的氢氧化钾中并接通直流电源时ꎬ奇迹发生了ꎬ 在阴极附近产生一种银白色的金属ꎬ随即形成紫色的火焰ꎮ 这就是发现钾元素的主 要过程ꎬ当时在社会上引起轰动ꎮ 这其中的奥妙是什么呢? 电解时物质的变化是如 何发生的呢? 电能与化学能之间的相互转化具有重要的实用价值ꎮ 通过将电能转化为化学 能ꎬ可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行ꎬ这对于化工生产、金属冶 炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义ꎮ 电解是将电能转化为化学能的一种重要方法ꎮ 下面就让我们一起探讨吧! 课 前 素 能 奠 基 新知预习 　 　 　 一、电解 ＣｕＣｌ２ 溶液 １. 实验探究: 实验现象 实验结论 与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了 一层 红色物质　 　 析出金属铜　 与正极相连的石墨棒上有刺激性气 味的气体产生ꎬ能使湿润的碘化钾淀 粉试纸 变蓝　 　 产生了氯气　 　 　 ２. 原理探究: (１)氯化铜溶液中的电离过程有① 　 ＣｕＣｌ２ 　 　 Ｃｕ２ ＋ ＋ ２Ｃｌ －　 ꎬ② 　 Ｈ２Ｏ　 　 Ｈ ＋ ＋ ＯＨ －　 ꎻ溶 液中存在的离子有 　 Ｃｕ２ ＋ 、Ｃｌ － 、Ｈ ＋ 、ＯＨ －　 ꎬ通电 前ꎬ这些离子在溶液中作自由运动ꎮ (２)通电时ꎬ在电场的作用下ꎬ溶液中的离子 作定向运动ꎬ即 Ｃｌ － 、ＯＨ －　 趋向阳极ꎬ Ｃｕ２ ＋ 、Ｈ ＋　 趋向阴极ꎮ (３)阳极电极反应式是 　 ２Ｃｌ － －２ｅ － 　 Ｃｌ２↑　 ꎬ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 133 阴极电极反应式是 　 Ｃｕ２ ＋ ＋ ２ｅ － 　 　 Ｃｕ　 ꎬ总反 应式是 　 Ｃｕ２ ＋ ＋ ２Ｃｌ － 　 　 Ｃｕ ＋ Ｃｌ２↑　 ꎮ (４)结论:电解质溶液的导电过程ꎬ就是电解 质溶液的 　 电解　 过程ꎮ 　 　 二、电解原理 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ꎮ ２. 电解池: (１)定义ꎮ 电解池是把 　 电能　 　 　 　 转化 为 　 化学能　 的装置ꎮ (２)电解池的构成条件ꎮ ①有外接直流电源ꎮ ②有与电源相连的两个电极ꎮ 其中与 　 电 源　 　 　 正极相连的叫 　 阳极　 ꎬ与电源负极相连 的叫 　 阴极　 ꎮ ③电解质溶液或熔融电解质ꎮ ④形成闭合回路ꎮ (３)电极名称及电极反应式(以惰性电极电 解 ＣｕＣｌ２ 溶液为例)ꎮ (４)电子和离子移动方向ꎮ 电子:从电源负极流向电解池的阴极ꎬ从电解 池的阳极流向电源的正极ꎮ 离子:阳离子移向电解池的阴极ꎻ阴离子移向 电解池的阳极ꎮ 预习自测 　 １. 下列关于电解池的叙述中不正确的是 ( Ａ ) Ａ. 与电源正极相连的是电解池的阴极 Ｂ. 与电源负极相连的是电解池的阴极 Ｃ. 在电解池的阳极发生氧化反应 Ｄ. 电子从电源的负极沿导线流向电解池的阴极 ２. 如图为直流电源电解稀 Ｎａ２ＳＯ４ 水溶液的装置ꎮ 下列说法正确的是 ( Ｄ ) Ａ. ａ 为阳极ꎬｂ 为阴极 Ｂ. ａ 发生氧化反应ꎬｂ 发生还原反应 Ｃ. 溶液中 Ｎａ ＋ 向 ｂ 极移动 Ｄ. ａ 极产生 Ｈ２ꎬｂ 极产生 Ｏ２ ３. 如下图所示装置中ꎬ属于电解池的是 ( Ｃ ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课 堂 素 能 探 究 知识点 １ 电解池中电极及电极产物的判断 　 　 问题探究: １. 在电解 ＣｕＣｌ２ 溶液的过程中ꎬ闭合回路是 如何形成的? ２. 在氯化铜溶液中除了 Ｃｕ２ ＋ 和 Ｃｌ － 之外还有 Ｈ ＋ 和 ＯＨ － ꎬ这两种离子为什么没有得到或失去 电子?