1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第2节节 电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解 第第1课时课时 电解的原理电解的原理 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.能分析能分析、解释电解池的工作原理解释电解池的工作原理。 2.能设计简单的电解池能设计简单的电解池。 1.模型认知：电解池的构成条件和工作模型认知：电解池的构成条件和工作 原理原理。 2.创新意识：会设计电解池创新意识：会设计电解池。 2 完成课前学习 探究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、熔融氯化钠的电解熔融氯化钠的电解 1.实验现象实验现象 通电后通电后，石墨片周围有石墨片周围有_，铁片上生成银白色金属铁片上生
2、成银白色金属。 气泡产生气泡产生 3 完成课前学习 探究核心任务 2.实验分析实验分析 (1)熔融的氯化钠中存在的微粒熔融的氯化钠中存在的微粒_、_。 (2)通电后离子移动方向：通电后离子移动方向：_向石墨电极移动向石墨电极移动，_向铁电极移动向铁电极移动。 (3)电极上的电极反应：电极上的电极反应： 铁电极：铁电极：_；石墨电极：；石墨电极：_。 Cl Na Cl Na 2Na 2e =2Na 2Cl 2e =Cl2 4 完成课前学习 探究核心任务 3.实验结论实验结论 熔融的氯化钠在电流作用下发生化学变化熔融的氯化钠在电流作用下发生化学变化，分解生成分解生成_。从得失电子从得失电子 角度分
3、析：铁电极上发生角度分析：铁电极上发生_反应反应，石墨电极上发生石墨电极上发生_反应反应。 知识点二知识点二、电解原理电解原理 1.电解电解 让让_通过电解质溶液或熔融的电解质通过电解质溶液或熔融的电解质，而在两电极上分别发生而在两电极上分别发生_反反 应和应和_反应的过程叫做电解反应的过程叫做电解。 Na 和和 Cl2 还原还原 氧化氧化 直流电直流电 氧化氧化 还原还原 5 完成课前学习 探究核心任务 2.电解池电解池 (1)定义：将定义：将_能转化为能转化为_能的装置能的装置。 (2)组成：与组成：与_相连的两个固体相连的两个固体_；_或熔融的或熔融的 电解质；形成电解质；形成_。 (3
4、)电极名称与电极反应：电极名称与电极反应： 阳极：与电源阳极：与电源_相连相连，溶液中溶液中_移向此极移向此极，_电子电子，发生发生 _反应反应。 阴极：与电源阴极：与电源_相连相连，溶液中溶液中_移向此极移向此极，_电子电子，发生发生 _反应反应。 电电 化学化学 直流电源直流电源 电极电极 电解质溶液电解质溶液 闭合回路闭合回路 正极正极 阴离子阴离子 失去失去 氧化氧化 负极负极 阳离子阳离子 得到得到 还原还原 6 完成课前学习 探究核心任务 (4)电子流向：电子流向： 电源电源_极极导线导线电解池的电解池的_极；电解池的极；电解池的_极极导线导线电源的电源的_极极。 (5)电解方程式
5、：电解方程式：_。 负负 阴阴 阳阳 正正 2NaCl = 通电通电 （熔融）（熔融）2Na Cl2 7 完成课前学习 探究核心任务 1.判断正误判断正误，正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“” (1)电解是把化学能转化为电能电解是把化学能转化为电能( ) (2)电解质溶液导电一定发生化学反应电解质溶液导电一定发生化学反应( ) (3)某些不能自发进行的氧化还原反应某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现通过电解可以实现( ) (4)任何溶液被电解时任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生必须导致氧化还原反应的发生( ) (5)电解电解、电离均需要通电才能实现电离均需要通电
6、才能实现( ) (6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程( ) 自自 我我 检检 测测 8 完成课前学习 探究核心任务 2.如图是电解熔融如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图制备金属钠的装置示意图，下列有关下列有关 判断正确的是判断正确的是( ) A.通过该装置可以将化学能转化为电能通过该装置可以将化学能转化为电能 B.石墨电极为正极石墨电极为正极 C.Na 在铁电极上得到电子被还原为钠单质 在铁电极上得到电子被还原为钠单质 D.电流从负极流出电流从负极流出，流入铁电极流入铁电极 解析解析 电解装置是把电能转化为化学能电解装置是把电能转化为
7、化学能，A错；石墨电极连接电源正极为阳极错；石墨电极连接电源正极为阳极， B错；铁电极是阴极错；铁电极是阴极，Na 在铁电极上得到电子被还原 在铁电极上得到电子被还原，C正确；电子从负极流正确；电子从负极流 出出，进入铁电极进入铁电极，电流方向与电子流向相反电流方向与电子流向相反，D错错。 答案答案 C 9 完成课前学习 探究核心任务 3.工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试分析电解熔融试分析电解熔融MgCl2的原理的原理，写出有写出有 关的电极反应式及总反应方程式关的电极反应式及总反应方程式。 电极反应式电极反应式 阳极：阳极： ； 阴极：阴极： 。 电解
8、方程式：电解方程式： 。 2Cl 2e =Cl2 Mg2 2e =Mg MgCl2= 通电通电 （熔融）（熔融）Mg Cl2 10 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写 【情境材料情境材料】 11 完成课前学习 探究核心任务 1807年年10月月6日日，戴维将表面湿润的氢氧化钾放在铂制器皿里戴维将表面湿润的氢氧化钾放在铂制器皿里，并用导线将铂制并用导线将铂制 器皿以及插在氢氧化钾里的电极相连器皿以及插在氢氧化钾里的电极相连，整套装置都暴露在空气中整套装置都暴露在空气中。通电以后通电以后，氢氢 氧化钾开
9、始熔化氧化钾开始熔化。戴维发现在阴极附近有带金属光泽的酷似水银的颗粒生成戴维发现在阴极附近有带金属光泽的酷似水银的颗粒生成，并并 生成紫色火焰生成紫色火焰，这是钾元素的发现过程这是钾元素的发现过程。这其中的奥秘是什么呢这其中的奥秘是什么呢？电解时电解时，物质物质 的变化是如何发生的的变化是如何发生的？ 提示提示 在通电条件下在通电条件下，氢氧化钾发生了电解氢氧化钾发生了电解，分别在两个电极上生成了不同的物分别在两个电极上生成了不同的物 质质。 12 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.阳极产物的判断阳极产物的判断 (1)活性金属电极活性金属电极(除除Pt、Au外的金属材料外的
10、金属材料)：电极金属失电子：电极金属失电子，生成对应的金属阳生成对应的金属阳 离子离子，阴离子不放电阴离子不放电。 (2)惰性电极惰性电极(Au、Pt、石墨石墨)：溶液中的阴离子失电子：溶液中的阴离子失电子，生成对应的非金属单质或生成对应的非金属单质或 高价化合物高价化合物。 阴离子放电顺序：阴离子放电顺序：S2 IBrClOH高价态含氧酸根 高价态含氧酸根F 。 。 13 完成课前学习 探究核心任务 2.阴极产物的判断阴极产物的判断 (1)与电极材料无关与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，溶液中的阳离子得电溶液中的阳离子得电 子生成对应的单质或低价化
11、合物子生成对应的单质或低价化合物。 (2)阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Ni2 Fe2 Zn2 Mn2 较活泼金属阳离子 较活泼金属阳离子(注意注意Fe3 的顺序 的顺序)。 14 完成课前学习 探究核心任务 3.电极反应式与电解反应式的书写电极反应式与电解反应式的书写 以石墨电极电解以石墨电极电解CuCl2溶液为例溶液为例 (1)电极反应式的书写：电极反应式的书写： 确定阴确定阴、阳极阳极。与电源正极相连的为阳极与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极与电源负极相连的为阴极。 分别写出两极上出现的离子分别写出两极上出现的离子。阴极
12、：阴极：Cu2 、 、H ， ，阳极：阳极：Cl 、 、OH 。 。 判断阴判断阴、阳极放电顺序阳极放电顺序。阴极：阴极：Cu2 H， ，阳极：阳极： Cl OH。 。 写电极反应式写电极反应式。列物质列物质标得失标得失选离子选离子、配电荷配电荷配原子个数配原子个数。 阴极：阴极：Cu2 2e =Cu， ，阳极：阳极：2Cl 2e =Cl2 。 15 完成课前学习 探究核心任务 (2)电解反应方程式的书写：电解反应方程式的书写： 通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。 把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件把两个电极反应式相加，消去相
13、同项，并注明条件“通电通电”。 电解电解 CuCl2溶液总反应方程式为溶液总反应方程式为 CuCl2= 通电通电 CuCl2。 16 完成课前学习 探究核心任务 【关键提醒关键提醒】 1.若是水电离出的若是水电离出的H (或 或OH )得 得(或失或失)电子电子，在总反应式中应有在总反应式中应有H2O参与反应参与反应。 2.由电极反应式相加得总电解方程式前由电极反应式相加得总电解方程式前，必须使两电极反应式中得失电子数相等必须使两电极反应式中得失电子数相等。 17 完成课前学习 探究核心任务 【典例典例1】 如图是电解如图是电解CuCl2溶液的装置溶液的装置，其中其中c、d为石墨电极为石墨电极
14、，则下列有关判断则下列有关判断 正确的是正确的是( ) A.a为负极为负极，b为正极为正极 B.a为阳极为阳极，b为阴极为阴极 C.电解过程中电解过程中，d电极质量增加电极质量增加 D.电解过程中电解过程中，氯离子浓度不变氯离子浓度不变 解析解析 电流从电源的正极流出电流从电源的正极流出，故故a为正极为正极，b为负极；为负极；c为阳极为阳极， d为阴极为阴极。电电 解时解时，因因Cu2 移向阴极 移向阴极d，在阴极放电析出在阴极放电析出Cu，故故d电极质量增加；电极质量增加；Cl 移向阳 移向阳 极极c，在阳极放电逸出在阳极放电逸出Cl2，导致溶液中导致溶液中Cl 浓度降低 浓度降低。 答案答
15、案 C 18 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 用图表表示电解池的原理用图表表示电解池的原理 19 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练1 下图所示装置中下图所示装置中，a、b都是惰性电极都是惰性电极，通电一段时间后通电一段时间后，b电极附近溶电极附近溶 液呈红色液呈红色。下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A.X是负极是负极，Y是正极是正极 B.Pt是阴极是阴极，Cu是阳极是阳极 C.CuSO4溶液的溶液的pH逐渐减小逐渐减小 D.CuSO4溶液的溶液的pH不变不变 20 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 b电极附近溶液呈现红色电极附近溶液呈现红色，说明说明b
16、电极处生成了氢氧根离子电极处生成了氢氧根离子。电解食盐水电解食盐水 阳极发生氧化反应产生氯气阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠， 因此因此b电极是阴极电极是阴极，与电源的负极相连与电源的负极相连，则则Y为负极为负极，X为正极；铂电极与电源为正极；铂电极与电源 的正极相连的正极相连，作阳极作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极发生氧化反应；阳极发生氧化反应； 水电离出的氢氧根离子放电水电离出的氢氧根离子放电，阴极发生还原反应：铜离子放电阴极发生还原反应：铜离子放电，这样溶液中不这样溶液中不
17、 断产生断产生H ， ，溶液显酸性溶液显酸性，pH变小变小。 答案答案 C 21 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、惰性电极电解电解质溶液的规律惰性电极电解电解质溶液的规律 【合作交流合作交流】 1.电解电解H2SO4溶液与盐酸溶液溶液与盐酸溶液(惰性电极惰性电极)的产物相同吗的产物相同吗？溶液溶液pH有何变化有何变化？ 提示提示 阴极产物相同阴极产物相同(H2)，阳极产物不同阳极产物不同H2SO4O2，HClCl2，电解电解H2SO4溶溶 液液pH减小减小，电解盐酸溶液电解盐酸溶液pH增大增大。 2.若以惰性电极电解若以惰性电极电解CuSO4溶液溶液，试分析电极产物并写出电极
18、反应式及总反应式试分析电极产物并写出电极反应式及总反应式。 提示提示 在在 CuSO4溶液中含有溶液中含有 Cu2 、 、H 、 、OH 、 、SO2 4 四种离子，在阴极上四种离子，在阴极上 Cu2 放电得放电得 Cu； 在阳极上； 在阳极上 OH 放电得 放电得 O2， 电极反应式： 阴极为， 电极反应式： 阴极为 2Cu2 4e =2Cu， ， 阳极为阳极为 4OH 4e =O 2 2H2O；总反应式：；总反应式：2CuSO42H2O= 电解电解 2H2SO4 2CuO2。 22 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 类型类型 实例实例 电解质电解质 特点特点 电极反应特点电
19、极反应特点 电解质电解质 浓度浓度 pH 电解质溶液电解质溶液 复原方法复原方法 阴极阴极 阳极阳极 电解电解 水型水型 NaOH 可溶性强碱可溶性强碱 4H 4e = 2H2 4OH 4e = 2H2OO2 增大增大 增大增大 加水加水 H2SO4 含氧酸含氧酸 增大增大 减小减小 加水加水 Na2SO4 活泼金属含活泼金属含 氧酸盐氧酸盐 增大增大 不变不变 加水加水 23 完成课前学习 探究核心任务 电解电解 电解电解 质型质型 HCl 无氧酸无氧酸 2H 2e =H2 2Cl 2e = Cl2 减小减小 增大增大 通氯化氢通氯化氢 CuCl2 不活泼金属不活泼金属 无氧酸盐无氧酸盐 C
20、u2 2e = Cu 减小减小 加氯化铜加氯化铜 放放H2 生碱型生碱型 NaCl 活泼金属无活泼金属无 氧酸盐氧酸盐 2H 2e =H2 生成新生成新 电解质电解质 增大增大 通氯化氢通氯化氢 放放O2 生酸型生酸型 CuSO4 不活泼金属不活泼金属 含氧酸盐含氧酸盐 Cu2 2e =Cu 4OH 4e = 2H2OO2 生成新生成新 电解质电解质 减小减小 加氧化铜加氧化铜 24 完成课前学习 探究核心任务 【关键提醒关键提醒】 惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适需加适 量的某物质时量的某物质时，遵循遵循“少什么加什么少
21、什么加什么，少多少加多少少多少加多少”的原则的原则，所加物质可以是所加物质可以是 阴极与阳极产物的化合物阴极与阳极产物的化合物。 25 完成课前学习 探究核心任务 【典例典例2】 右图为直流电源电解稀右图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置溶液的装置。通电后在石墨电极通电后在石墨电极a和和b附附 近分别滴加一滴石蕊溶液近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是下列实验现象中正确的是( ) A.逸出气体的体积逸出气体的体积，a电极的小于电极的小于b电极的电极的 B.一电极逸出无味气体一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体另一电极逸出刺激性气味气体 C.a电极附近呈红色电极附近呈红色
22、，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色电极附近呈红色 解析解析 电解电解Na2SO4溶液时溶液时，a为阴极：为阴极：4H 4e =2H2 ，b为阳极：为阳极：4OH 4e =O2 2H2O；a极周围由于极周围由于H 放电溶液呈碱性 放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色石蕊显蓝色，b极周围极周围 由于由于OH 放电溶液呈酸性 放电溶液呈酸性，石蕊显红色石蕊显红色。 答案答案 D 26 完成课前学习 探究核心任务 【深度思考深度思考】 判断电解后溶液酸判断电解后溶液酸、碱生成的方法碱生成的方法 (1)若电解产物只有若电解产物只有H2，而无而无O2，则阴极生成碱
23、则阴极生成碱。 (2)若电解产物只有若电解产物只有O2，而无而无H2，则阳极生成酸则阳极生成酸。 (3)若电解产物既有若电解产物既有O2，又有又有H2，且二者物质的量之比为且二者物质的量之比为12，则实质是电解水则实质是电解水， 阳极生成酸阳极生成酸，阴极生成碱阴极生成碱，最终溶液中无酸和碱生成最终溶液中无酸和碱生成。 27 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练2 下图中下图中X、Y分别是直流电源的两极分别是直流电源的两极，通电后发现通电后发现a极板质量增加极板质量增加，b极极 板处有无色无味气体放出板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是下表中的符合这一情况的是下表中的( ) 选项选项 a电极电极 b电极电极 X电极电极 溶液溶液 A 锌锌 石墨石墨 负极负极 CuSO4 B 石墨石墨 石墨石墨 负极负极 NaOH C 银银 铁铁 正极正极 AgNO3 D 铜铜 石墨石墨 负极负极 CuCl2 28 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 由由a极板质量增加极板质量增加，知溶液中阳离子在知溶液中阳离子在a极板析出极板析出，则则a为阴极为阴极，X为负极为负极 ；因；因B中中a极板不析出金属极板不析出金属，C中中X为正极为正极，故故B、C错；又由错；又由b极板有无色无味气极板有无色无味气 体放出体放出，知知D错错。 答案答案 A 29 本节内容结束
