第四章 第二节 第一课时 电解原理教学设计--上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能            第二节 电解池2.1 第一课时 电解原理一、电解原理【实验4—2】电解氯化铜溶液实验现象实验结论电流表指针发生偏转说明电解质溶液导电，形成闭合回路与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质析出金属铜与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝产生了氯气 实验原理分析：①氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中作自由运动。②通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl－、OH－趋向a极，Cu2＋、H＋趋向b极。③a极电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，b极电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，总反应式是CuCl2Cu＋Cl2↑。④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 1.电解和电解池(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。(2)电解池：将电能转化为化学能的装置。(3)电解池的电极名称：阴极：与直流电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与直流电源正极相连的电极，发生氧化反应。(4)电解池的构成条件：①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。（5）工作原理：   电子和离子移动方向：①电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。例1.如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。【答案】　③⑥ 【注】电解池装置和原电池装置的区分：     ①原电池必须发生自发进行的氧化还原反应，电解池可以不是自发进行的反应。     ②电解池有外加电源，原电池没有。 例2.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在如图中，下列有关分析完全正确的是(　　)选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子【答案】B2.电极反应产物的判断(1)阳极阴离子失电子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>最高价含氧酸根。(2)阴极：放电顺序与电极材料无关，氧化性强的离子先放电（得电子）：放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水) ＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。3.电极反应式书写步骤（1）确定电解池阴、阳极（2）确定阴、阳极的反应物及产物（结合放电顺序）（3）列出得失电子，结合环境电荷守恒配平 （4）写出电解总反应式：调平两极转移电子数目后，将两极反应式相加即可得总反应方程式。【拓展】酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法电解水型H2SO4含氧酸阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑H2O减小加入H2ONaOH强碱增大Na2SO4活泼金属的含氧酸盐不变电解电解质型HCl无氧酸阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑HCl增大加入HClCuCl2不活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－===CuCuCl2 加入CuCl2放H2生碱型NaCl活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑NaCl、H2O增大加入HCl放O2生酸型CuSO4不活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－===2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO3 例3.关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　)A．装置名称：①是原电池，②是电解池B．硫酸浓度变化：①增大，②减小C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动【答案】B　 例4．用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是(　　)A．CuCl2[CuCl2]　 B．NaOH[H2O]C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]【答案】D例5.用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是(　　)A．逸出气体的体积：A电极＜B电极B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】D例6.用石墨作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是________。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质是________。【答案】(1)Na2SO4　(2)CuSO4　(3)NaCl　(4)CuSO4例7.用如图所示的装置进行电解。通电后发现湿润的淀粉­KI试纸的C端变为蓝色。（1）E为电源的____极。（2）A中发生反应的化学方程式为__________________________________。（3）在B中观察到的现象是_______________________________________________________。（4）D端的电极反应式为____________________________________________。【答案】（1）负　（2）4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑（3）铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成   （4）2H2O＋2e－==H2↑＋2OH－