第四章 第二节 第1课时　电解原理

第二节电解池第1课时电解原理[核心素养发展目标]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、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。2.建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解的电极反应式和总反应式。一、电解原理在电化学上，把与电源正极相连的电极称为______，与电源负极相连的电极称为______。1．实验探究：电解CuCl2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________石墨电极b上逐渐覆盖了一层________石墨电极a上有__________的气体产生，该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸________分析上述变化的原理：(1)通电前，CuCl2溶液中存在的离子有____________________。(2)通电后，Cl－向________极移动，写出阳极的电极反应式：_______________________，发生反应的类型为________(填“氧化反应”或“还原反应”)。(3)通电后，Cu2＋向________极移动，写出阴极的电极反应式：_________________________，发生反应的类型为____________________(填“氧化反应”或“还原反应”)。(4)在氯化铜溶液中H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．电解和电解池(1)电解：使电流通过________________而在阳极、阴极引起________反应的过程。(2)电解池：将________转化为________的装置(也称电解槽)。(3)电解池的构成条件①直流电源，②两个电极，③电解质溶液或熔融电解质，④形成闭合回路。3．电解原理(1)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极()(2)电解质溶液的导电实验发生了化学变化()(3)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应()(4)电解池中电子的流向是负极→阴极→电解质溶液→阳极→正极()(5)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(6)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()1．如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是()A．电源a极为负极B．KI­淀粉溶液会变蓝色C．Cl－向电极Ⅱ区域移动D．电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu－2e－=Cu2＋2．(2023·福建石狮一中月考)某同学为了使反应HCl＋Ag→AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是()3．如图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。二、电解规律1．放电规律(1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)时，离子的放电顺序：①阳极：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。②阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……(2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为M－ne－=Mn＋。2．用惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解水型电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋2H2O－4e－=O2↑＋4H＋阴极反应式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－pH变化复原加入物质(2)电解电解质型电解质HClCuCl2阳极反应式阴极反应式pH变化－复原加入物质(3)电解质和水都发生电解型电解质NaClCuSO4阳极反应式阴极反应式pH变化复原加入物质(一)电极产物的判断1．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)22．用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2(二)电解后电解质溶液的复原3．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()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．用石墨电解含有溶质0.1mol的CuSO4溶液，在阴、阳两极各收集到2.24L气体(标准状况下)后停止电解，若要恢复原电解质，溶液需要加入的物质和物质的量分别是________、________。三、电解池电极反应式的书写eq\x(判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极)↓eq\x(分析电解质溶液或熔融电解质的组成，找全离子并分为阴、阳离子两组)↓eq\x(确定阴极、阳极上的放电物质及放电顺序)↓eq\x(分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要遵循原子守恒和电荷守恒)↓eq\x(最后写出总反应方程式)1．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有________(填序号)。①2Cu2＋＋2H2O电解,2Cu＋4H＋＋O2↑②Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑③2Cl－＋2H2O电解,H2↑＋Cl2↑＋2OH－④2H2O电解,2H2↑＋O2↑2．用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式：_________________________________________________________________；阴极反应式：_________________________________________________________________；总反应离子方程式：___________________________________________________________。3．以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：______________________________________________________________