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1、第四章第四章 化学反应与电能化学反应与电能第二节第二节电解池电解池第1课时电解原理1.了解电解及电解池的概念，熟悉电解池的构成条件。2.理解电解原理，掌握电解池电极反应式的书写。1.理解电解原理。2.电解池电极反应式的书写。新课引入 最早于1789年，杨-鲁道夫-德曼和阿德里安-派斯-范-特鲁斯维克通过静电装置发电用金电极把水电解成气体。1800年伏特发明了伏打电池后，被威廉-尼克森和安东尼-卡莱尔用于电解水。1869年格拉姆发明直流发电机后，电解水逐渐成为一种廉价制氢的方法。2H2O=2H2+O2电解化学能直接转化为电能的装置原电池电能直接转化为化学能的装置电解池一、电解原理1.实验探究：电
2、解CuCl2溶液(1)实验现象：电流表指针发生偏转；b极上逐渐覆盖了一层红色物质；a极上产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。(2)反应原理：阴极：Cu22e=Cu (还原反应)阳极：2Cl2e=Cl2(氧化反应)溶液中：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极视频导学2.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(也称电解槽)。(3)电解池的构成条件直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。一、电解原理溶液中离子定向移动3.电解原理oooooooooooooooooooo
3、 阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置2Cl-2e-=Cl2Cu2+2e-=2Cu阴极(与电源负极相连)：阳极(与电源正极相连)：还原反应氧化反应阳离子 阴极阴离子 阳极闭合回路特点：e-负极 阴极e-阳极正极 e-e-一、电解原理化学反应的速率请完成学案上的导思、导练导思授课老师可根据授课老师可根据需要选择使用需要选择使用1.正误判断(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()特别提醒：金
4、属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化，就是电解的过程。导思2.如图所示装置中属于电解池的是_(填序号)。无外接直流电源，不能构成电解池；无电解质溶液或熔融电解质；中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；没有形成闭合回路，不能构成电解池。二、分析电解池的一般思路已知：氧化性Cu2+H+Na+；还原性Cl-OH-NaCl=Na+Cl-H2O H+OH-2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H2还原反应氧化反应总反应：2NaCl +2H2O=2NaOH+H2+Cl2 电解阴极电极反应式阳极电极反应式2H2O+2e-=H2+2OH-利用惰性电极电解NaCl溶液，能否得到金属Na？问题思考以惰性电极电解
5、CuSO4溶液为例第一步：分析溶液中存在的离子第三步：写出电极反应式阴极：2Cu24e=2Cu，阳极：2H2O4e=O24H；两极反应式相加得总反应式：2Cu2+2H2O=2CuO2+4H+电解二、分析电解池的一般思路离子的放电顺序(1)阳极：若阳极为惰性电极(如石墨、铂等)，则溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根离子；若阳极为活性电极，如Fe、Cu、Ag等，则电极本身放电，电极反应式为Mne=Mn。(2)阴极：溶液中阳离子放电放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)特特 别别 提提 醒醒二、分析电解池的一般思路化学反应的速率请完成学案上的导思、导练
6、导思授课老师可根据授课老师可根据需要选择使用需要选择使用用惰性电极电解下列电解质溶液，写出电极反应式和总反应式：(1)电解氯化钠溶液阳极：_；阴极：_；总反应式：_。(2)电解稀硫酸溶液阳极：_；阴极：_；总反应式：_。2Cl2e=Cl22H2O2e=H22OH2H2O4e=O24H4H4e=2H2导思(3)电解氢氧化钠溶液阳极：_；阴极：_；总反应式：_。(4)电解硫酸钠溶液阳极：_；阴极：_；总反应式：_。4OH4e=O22H2O4H2O4e=4OH2H22H2O4e=4HO24H2O4e=2H24OH导思(5)电解氯化镁溶液阳极：_；阴极：_；总反应离子方程式：_。2Cl2e=Cl22H
7、2O2eMg2=H2Mg(OH)2导练1.以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小阴极 2H2O2e=H22OH阴极逸出氢气，且阴极附近溶液(含酚酞)显碱性而呈红色阳极 2I2e=I2I2使阳极附近溶液(含淀粉)变蓝，由于电解生成了OH，故溶液的pH变大，D项错误。导练2.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O23.回答下列问题：(1)若能够使反应Cu2H2O=
8、Cu(OH)2H2发生，则可用 作 极，用_作 极，电解_溶液。(2)利用如图装置可完成很多电化学实验：若X为碳棒，Y为NaCl，铁作 极，X极电极反应为 。若X为铜棒，Y为硫酸铜，电解一段时间以后发现X电极质量减少，则X极电极反应为_，溶液中铜离子浓度将 。导练非自发，设计成电解池，铜失电子，必须选铜作阳极，其他导电的物质作阴极材料即可铜片阳石墨(或其他金属，答案合理即可)阴硫酸钠 (答案合理即可)阴2Cl2e=Cl2X极作阳极Cu2e=Cu2不变阴极上是H得电子，电解质溶液中其他离子的得电子能力比H弱即可铜电极参加反应阴极 Cu22e=Cu自我测试1231.用电解水的方法分析水的组成时，需
9、加入一些物质以增强水的导电性，一般不宜加入的物质是A.NaNO3 B.NaCl C.H2SO4 D.KOH加入电解质只能增强溶液的导电性，不能参与电极反应电解NaCl溶液时阳极放出氯气，阴极产生氢气，不是电解水自我测试122.在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是A.电解质溶液是稀硫酸B.金属M是阳极，金属N是阴极C.M和N是石墨电极D.M是阴极，N是阳极溶解，发生氧化反应，阳极有金属单质析出，发生还原反应，阴极电解质溶液为不活泼金属的盐溶液M为金属电极3自我测试33.最近美国学者成功实现用氮气和水生产氨，其装置如图所示。下列说法正确的是A.图中的能量转化方式只有2种B.a极发生的电极反应为N26H6e=2NH3C.装置工作时H向b极区移动，电解质溶液pH减小D.a极区与b极区产生的气体的物质的量之比为11风力机械能电能；光能电能；电能化学能向阴极(a极)移动，pH不变电解总反应2N26H2O=4NH33O2，之比4312本节内容结束