【步步高】2014-2015学年高中化学专题1第二单元第3课时电解池的工作原理学案苏教版选修4剖析.doc

第3课时　电解池的工作原理 [学习目标定位]　1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。 1．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表： 组别 微粒 性质 强弱顺序 第1组 ①Zn2＋、②Na＋、③Cu2＋、④H＋ 氧化性 ③④①② 第2组 ①Cu、②Fe、③OH－、④Cl－ 还原性 ②①④③ 2.判断下列说法的正误 (1)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动(√) (2)电解质是在熔融或溶于水时能够导电的物质(×) (3)金属导电是物理变化，电解质溶液导电是化学变化(√) (4)硫酸铜溶于水后，能发生电离产生自由移动的Cu2＋和SO(√) (5)氯化钠溶液中只存在Na＋和Cl－(×) 3．右图为电解水的实验装置图。根据图示回答下列问题： (1)A端为电源的正极，C试管中收集到的气体是O2，D试管中收集到的气体是H2。 (2)写出电解水的化学方程式：2H2O2H2↑＋O2↑。 探究点一　电解池的工作原理 1．如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 (1)通电前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒的运动状态是自由移动。 (2)通电后离子运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的变化是①铁电极：2Na＋＋2e－2Na；②石墨电极：2Cl－－2e－Cl2↑。 (3)由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。 2．电解和电解池 (1)电解是在直流电作用下，在两个电极上发生氧化还原反应的过程。 (2)电解池是将电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 [归纳总结] (1)电解池的工作原理示意图 (2)电解质导电的过程就是电解质的电解过程。 [活学活用] 1．如下图所示装置中，属于电解池的是(　　) 答案　C 解析　判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。 2．下列关于电解池的叙述中，正确的是(　　) A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极 C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动 D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等 答案　D 探究点二　酸、碱、盐溶液的电解规律 1．按右图所示装置完成实验，并填写下表。 (1)实验过程中，观察到的现象是 ①电流计指针发生偏转；②与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质；③与正极相连的a极一侧有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 (2)实验结论是电解质CuCl2溶液在导电过程中，有铜析出，有氯气生成。 (3)实验原理分析 ①氯化铜溶液中的电离过程有a.CuCl2Cu2＋＋2Cl－，b.H2OH＋＋OH－；溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前，这些离子在溶液中自由移动。 ②通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，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，电解反应方程式是CuCl2Cu＋Cl2↑。 2．有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SO、OH－。用惰性电极电解时，移向阳极的是②(填序号)，放电先后顺序是I－Cl－OH－SO；移向阴极的是①(填序号)，放电先后顺序是Ag＋Cu2＋H＋Na＋。 3．用惰性电极电解下列酸、碱、盐电解质溶液：①H2SO4；②HCl；③NaOH；④Na2SO4；⑤CuCl2；⑥NaCl；⑦CuSO4。回答下列问题： (1)阴极反应式与①相同的有②③④⑥(填序号)，其电极反应式是2H＋＋2e－H2↑；与⑤相同的有⑦，其电极反应式是Cu2＋＋2e－Cu。 (2)阳极反应式与①相同的有③④⑦，其电极反应式是4OH－－4e－O2↑＋2H2O；与②相同的有⑤⑥，其电极反应是2Cl－－2e－Cl2↑。 (3)写出下列电解的化学方程式 ③2H2O2H2↑＋O2↑； ⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋