2025版新教材高中化學第4章化學反應(yīng)與電能第2節(jié)電解池第1課時電解原理一電解池的工作原理學生用書新人教版選擇性必修1

第1課時電解原理學習目標1．相識化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。2．了解電解池的工作原理，相識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。核心素養(yǎng)1．從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動、陰陽離子的移動，培育宏觀辨識與微觀探析的實力。2．建立對電解過程的系統(tǒng)分析相識的思維模型，理解電解的規(guī)律，會推斷電解的產(chǎn)物，培育證據(jù)推理與模型認知實力。一、電解池的工作原理1．試驗探究：電解CuCl2溶液試驗現(xiàn)象試驗結(jié)論與負極相連的石墨棒上慢慢覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅與正極相連的石墨棒上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使潮濕的碘化鉀淀粉試紙變藍產(chǎn)生了氯氣2.原理探究(1)氯化銅溶液中的電離過程有①CuCl2=Cu2＋＋2Cl－，②H2OH＋＋OH－；溶液中存在的離子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通電前，這些離子在溶液中作自由運動。(2)通電時，在電場的作用下，溶液中的離子作定向運動，即Cl－、OH－趨向陽極，Cu2＋、H＋趨向陰極。(3)陽極電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu，總反應(yīng)式是Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑。(4)結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。3．電解和電解池(1)電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。(2)電解池(也稱電解槽)：在外接電源的作用下，將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。(3)電解池的電極名稱陰極：與直流電源的負極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。(4)電解池的構(gòu)成條件4．電解池的工作原理接通電路后，電源、金屬導線、陰極和陽極與電解質(zhì)溶液形成閉合回路(如圖所示)。(1)電流方向：電源正極→金屬導線→陽極→電解質(zhì)溶液→陰極→金屬導線→電源負極。(2)電子、離子移動方向：在電解質(zhì)溶液中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；在外電路中，電子由陽極→正極，負極→陰極。[特別提示]①電解質(zhì)溶液導電事實上是電解過程，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，是化學變更。②金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動，是物理變更。正|誤|判|斷(1)電解池的兩個電極必需是兩個活動性不同的電極。(×)(2)在電解池中與直流電源負極相連的電極是陰極。(√)(3)在電解池中，電子從陽極流入電源正極。(√)(4)電解質(zhì)溶液的導電試驗發(fā)生化學變更。(√)(5)電解池的陽極發(fā)生還原反應(yīng)。(×)深|度|思|考1.在電解CuCl2溶液的過程中，閉合回路是如何形成的？提示：電解CuCl2溶液時，電子從電源負極流出，流向電解池的陰極，陰極旁邊的Cu2＋在陰極得電子被還原為銅，溶液中的陰陽離子定向移動，陽極旁邊的Cl－在陽極失電子被氧化為氯原子，氯原子兩兩結(jié)合形成氯氣分子，失去的電子從陽極流回電源的正極，從而形成了閉合電路。2．在氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得到或失去電子？提示：電解時，溶液中離子的放電先后依次與離子的氧化性或還原性有關(guān)，氧化性強的陽離子先得電子被還原，還原性強的陰離子先失電子被氧化。Cu2＋比H＋更簡潔得電子，而Cl－比OH－更簡潔失電子，可從氧化性強弱的角度比較得電子的依次，從還原性強弱的角度比較失電子的依次。3．如圖所示是電解稀鹽酸的裝置，其中c、d為石墨電極。試回答下列問題：(1)a電極為正極，b電極為負極。(2)c電極為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，發(fā)生了氧化反應(yīng)。d電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，發(fā)生了還原反應(yīng)。(3)電解過程中，氫離子向陰(填“陰”或“陽”，下同)極移動，氯離子向陽極移動。電解總方程式為2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑。應(yīng)|用|體|驗1.下列關(guān)于電解池的敘述中不正確的是(A)A．與電源正極相連的是電解池的陰極B．與電源負極相連的是電解池的陰極C．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電子從電源的負極沿導線流向電解池的陰極解析：在電解池中，與直流電源負極相連的電極為電解池的陰極，電解時電子從直流電源的負極沿導線流向電解池的陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。2．如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。下列說法正確的是(D)A．a(chǎn)為陽極，b為陰極B．a(chǎn)發(fā)生氧化反應(yīng)，b發(fā)生還原反應(yīng)C．溶液中Na＋向b極移動D．a(chǎn)極產(chǎn)生H2，b極產(chǎn)生O2解析：電解Na2SO4溶液事實上是電解水，電解時發(fā)生的反應(yīng)：a(陰極)：4H＋＋4e－=2H2↑(還原反應(yīng))，b(陽極)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(氧化反應(yīng))，故A、B錯誤；溶液中陽離子(Na＋)移向陰極(a極)，C錯誤。3．如下圖所示裝置中屬于電