2025版新教材高中化学第4章化学反应与电能第2节电解池第1课时电解原理一电解池的工作原理学生用书新人教版选择性必修1

第1课时电解原理学习目标1．相识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．了解电解池的工作原理，相识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。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，培育宏观辨识与微观探析的实力。2．建立对电解过程的系统分析相识的思维模型，理解电解的规律，会推断电解的产物，培育证据推理与模型认知实力。一、电解池的工作原理1．试验探究：电解CuCl2溶液试验现象试验结论与负极相连的石墨棒上慢慢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，能使潮湿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①CuCl2=Cu2＋＋2Cl－，②H2OH＋＋OH－；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－趋向阳极，Cu2＋、H＋趋向阴极。(3)阳极电极反应式是2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极电极反应式是Cu2＋＋2e－=Cu，总反应式是Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋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。3．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(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。(4)电解池的构成条件4．电解池的工作原理接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路(如图所示)。(1)电流方向：电源正极→金属导线→阳极→电解质溶液→阴极→金属导线→电源负极。(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极→正极，负极→阴极。[特别提示]①电解质溶液导电事实上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变更。②金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变更。正|误|判|断(1)电解池的两个电极必需是两个活动性不同的电极。(×)(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。(√)(3)在电解池中，电子从阳极流入电源正极。(√)(4)电解质溶液的导电试验发生化学变更。(√)(5)电解池的阳极发生还原反应。(×)深|度|思|考1.在电解CuCl2溶液的过程中，闭合回路是如何形成的？提示：电解CuCl2溶液时，电子从电源负极流出，流向电解池的阴极，阴极旁边的Cu2＋在阴极得电子被还原为铜，溶液中的阴阳离子定向移动，阳极旁边的Cl－在阳极失电子被氧化为氯原子，氯原子两两结合形成氯气分子，失去的电子从阳极流回电源的正极，从而形成了闭合电路。2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？提示：电解时，溶液中离子的放电先后依次与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更简洁得电子，而Cl－比OH－更简洁失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的依次，从还原性强弱的角度比较失电子的依次。3．如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题：(1)a电极为正极，b电极为负极。(2)c电极为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，发生了氧化反应。d电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，发生了还原反应。(3)电解过程中，氢离子向阴(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向阳极移动。电解总方程式为2HCleq\o(=,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑。应|用|体|验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解析：在电解池中，与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，电解时电子从直流电源的负极沿导线流向电解池的阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。2．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。下列说法正确的是(D)A．a为阳极，b为阴极B．a发生氧化反应，b发生还原反应C．溶液中Na＋向b极移动D．a极产生H2，b极产生O2解析：电解Na2SO4溶液事实上是电解水，电解时发生的反应：a(阴极)：4H＋＋4e－=2H2↑(还原反应)，b(阳极)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(氧化反应)，故A、B错误；溶液中阳离子(Na＋)移向阴极(a极)，C错误。3．如下图所示装置中属于电