第四章 第二節(jié) 第1課時　電解原理

第二節(jié)電解池第1課時電解原理[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]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、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.建立電解過程的思維模型，理解電解的規(guī)律，判斷電解的產(chǎn)物，書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。一、電解原理在電化學(xué)上，把與電源正極相連的電極稱為______，與電源負極相連的電極稱為______。1．實驗探究：電解CuCl2溶液實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成________石墨電極b上逐漸覆蓋了一層________石墨電極a上有__________的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰坃_______分析上述變化的原理：(1)通電前，CuCl2溶液中存在的離子有____________________。(2)通電后，Cl－向________極移動，寫出陽極的電極反應(yīng)式：_______________________，發(fā)生反應(yīng)的類型為________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)。(3)通電后，Cu2＋向________極移動，寫出陰極的電極反應(yīng)式：_________________________，發(fā)生反應(yīng)的類型為____________________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)。(4)在氯化銅溶液中H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得到或失去電子？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．電解和電解池(1)電解：使電流通過________________而在陽極、陰極引起________反應(yīng)的過程。(2)電解池：將________轉(zhuǎn)化為________的裝置(也稱電解槽)。(3)電解池的構(gòu)成條件①直流電源，②兩個電極，③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，④形成閉合回路。3．電解原理(1)在電解池中與直流電源負極相連的電極是陰極()(2)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電實驗發(fā)生了化學(xué)變化()(3)原電池的負極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)()(4)電解池中電子的流向是負極→陰極→電解質(zhì)溶液→陽極→正極()(5)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實現(xiàn)()(6)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程()1．如圖為用惰性電極電解CuCl2溶液并驗證其產(chǎn)物的實驗裝置，則下列說法不正確的是()A．電源a極為負極B．KI-淀粉溶液會變藍色C．Cl－向電極Ⅱ區(qū)域移動D．電極Ⅰ上發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋2．(2023·福建石獅一中月考)某同學(xué)為了使反應(yīng)HCl＋Ag→AgCl＋H2↑能進行，設(shè)計了下列四個實驗，如圖所示，你認為可行的方案是()3．如圖所示裝置中屬于電解池的是________(填序號)。二、電解規(guī)律1．放電規(guī)律(1)陽極為惰性電極(如碳棒、Pt、稀土金屬材料等)時，離子的放電順序：①陽極：溶液中陰離子放電，常見陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。②陰極：溶液中陽離子放電，常見陽離子的放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……(2)陽極為活性電極(如Fe、Cu、Ag等)時，電極本身先放電，電極反應(yīng)式為M－ne－=Mn＋。2．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解水型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－pH變化復(fù)原加入物質(zhì)(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式pH變化－復(fù)原加入物質(zhì)(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式pH變化復(fù)原加入物質(zhì)(一)電極產(chǎn)物的判斷1．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)22．用惰性電極電解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2(二)電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原3．用惰性電極電解下列溶液一段時間后，再加入一定量的某種物質(zhì)(方括號內(nèi)物質(zhì))，不能使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是()A．AgNO3溶液[AgOH(s)]B．K2SO4溶液[H2O(l)]C．KCl溶液[HCl(g)]D．CuSO4溶液[CuCO3(s)]4．用石墨電解含有溶質(zhì)0.1mol的CuSO4溶液，在陰、陽兩極各收集到2.24L氣體(標準狀況下)后停止電解，若要恢復(fù)原電解質(zhì)，溶液需要加入的物質(zhì)和物質(zhì)的量分別是________、________。三、電解池電極反應(yīng)式的書寫eq\x(判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活性電極)↓eq\x(分析電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)的組成，找全離子并分為陰、陽離子兩組)↓eq\x(確定陰極、陽極上的放電物質(zhì)及放電順序)↓eq\x(分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要遵循原子守恒和電荷守恒)↓eq\x(最后寫出總反應(yīng)方程式)1．用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有________(填序號)。①2Cu2＋＋2H2O電解,2Cu＋4H＋＋O2↑②Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑③2Cl－＋2H2O電解,H2↑＋Cl2↑＋2OH－④2H2O電解,2H2↑＋O2↑2．用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：_________________________________________________________________；陰極反應(yīng)式：_________________________________________________________________；總反應(yīng)離子方程式：___________________________________________________________。3．以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：______________________________________________________________