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

1.3 第1课时　电解的原理

【学习目标】

1.通过实验探究了解电解池的构成,理解电解池的工作原理,知道原电池与电解池的区别。

2.通过交流讨论理解电解的规律,学会判断电解的产物,学会书写电解的电极反应和总反应,提升证据推理与模型认知的学科素养。

【自主预习】

一、电解熔融氯化钠实验

 

【微点拨】

电解质的导电过程是被电解的过程,属于化学变化;金属导电过程是电子的定向移动,属于物理变化。

二、基本概念

1.电解:让　　　　通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生　　　　反应和　　　　反应的过程。 

2.电解池

(1)定义:将　　　　转化为　　　　的装置。 

(2)构成条件:　　　　电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成　　　　。 

3.电极

阳极——发生　　　　反应的电极(与电源正极相连); 

阴极——发生　　　　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,可以用电极反应表示。

三、电解池的工作原理

【参考答案】一、阳离子(Na+)　阴离子(Cl-)　2Na++2e-2Na

2Cl--2e-Cl2↑　还原反应　氧化反应

二、1.直流电　氧化　还原　2.(1)电能　化学能

(2)直流　闭合回路　3. 氧化　还原

【效果检测】

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。 (　　)

(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。 (　　)

(3)电解池工作时,阳极发生还原反应,失去电子。 (　　)

(4)电解池工作时,阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。 (　　)

(5)电解AgNO3溶液时,Ag+移向阳极,N移向阴极。 (　　)

【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

2.什么是电解?电解有什么特点?

【答案】①概念:将电能转化为化学能的过程。

②特点:a.电解是最强有力的氧化还原手段,是不可逆的;b.电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程。

3.如何判断一套装置是原电池还是电解池?

【答案】看有无外接直流电源,有外接直流电源的是电解池,无外接直流电源的是原电池。

4.将下面的电极反应与对应的电极名称连线。

①Na++e-Na

②氧化反应　　　　　　　　　　　　　A.阳极

③还原反应

④4OH--4e-2H2O+O2↑ B.阴极

【答案】①—B　②—A　③—B　④—A

【合作探究】

 任务1：电解原理

情境导入　1807年,当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时,奇迹发生了,在阴极附近产生一种银白色的金属,随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程,当时在社会上引起轰动。这其中的奥妙是什么?下面就让我们一起探讨吧!

问题生成

1.电解熔融的氢氧化钾过程中能量的转化形式是什么?

【答案】电能转化为化学能。

2.从氧化还原反应角度分析,电解熔融的氢氧化钾的过程中阴极发生的反应类型是什么?阳极发生的反应类型是什么?

【答案】阴极附近生成钾,钾元素化合价降低,发生还原反应,则阳极发生氧化反应。

3.分析电解熔融的氢氧化钾过程中电子的流向;电子通过熔融电解质吗?

【答案】电子从电源负极流出,流入电解池阴极,从电解池阳极流回电源正极;不通过。

4.若戴维将熔融的氢氧化钾换成氢氧化钾溶液,他还能制得钾单质吗?为什么?若不能,得到的产物是什么?并写出阴、阳极反应和总反应。

【答案】不能;因为溶液中存在H+,H+放电顺序优先于K+。得到的产物是H2和O2;

阳极反应:2H2O-4e-O2↑+4H+;

阴极反应:4H2O+4e-2H2↑+4OH-;

总反应:2H2O2H2↑+O2↑。

5.若将铂电极换成铜电极,电解氢氧化钾溶液,电解产物和问题4相同吗?若不同,请写出阴、阳极反应和总反应。

【答案】不同。阳极反应:Cu-2e- Cu2+;

阴极反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-;

总反应:2H2O+CuCu(OH)2+H2↑。

 

【核心归纳】

1.电解池阴、阳极的判断