高中 化学 选择性必修1 第四章 化学反应电能《第二节 第1课时 电解原理》教学设计.docx

第二节电解池

第1课时电解原理

[课程标准]1.了解电解池的工作原理。2.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。

任务一电解原理

教材中实验的现象如下：

阴极：石墨棒上覆盖一层红色固体；

阳极：①有气泡冒出并闻到刺激性气味，②湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。

请回答下列问题。

1.通电前，CuCl2溶液中存在的离子有哪些？

提示：CuCl2===Cu2＋＋2Cl－，H2OH＋＋OH－，故溶液中存在的离子有Cu2＋、H＋、Cl－、OH－。

2.阳极石墨棒上产生的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，说明产生的气体是什么？写出电极反应式并判断发生反应的类型(氧化反应或还原反应)。

提示：说明产生的气体是Cl2；阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，发生氧化反应。

3.阴极石墨棒上覆盖了一层红色固体物质，该物质是什么？写出电极反应式并判断发生反应的类型(氧化反应或还原反应)。

提示：该固体物质为Cu；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，发生还原反应。

4.通电后，CuCl2溶液中阴、阳离子的迁移方向及电子运动的方向是什么？写出电解CuCl2溶液的总化学方程式。

提示：通电时，Cl－(阴离子)向阳极移动，Cu2＋(阳离子)向阴极移动；电子从电源的负极流向电解池阴极，从电解池阳极流回电源的正极，电解总反应：CuCl2eq\o(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑。

5.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顺序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＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。

1.电解

(1)概念：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)特点

①电解是最强有力的氧化还原手段，是不可逆的。

②电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。

2.电解池

(1)将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。

(2)两个电极

阴极：与电源负极相连的电极，在该电极上发生还原反应。

阳极：与电源正极相连的电极，在该电极上发生氧化反应。

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。

4.电解原理

1.判断正误，错误的说明其原因。

(1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极。

答案：电解池的两个电极可以是两根石墨棒。

(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。

答案：正确。

(3)电解质溶液的导电实验发生化学变化。

答案：正确。

(4)电解池的阳极发生还原反应。

答案：错误，阳极发生氧化反应。

2.请完成下面表格。

构成条件

①直流电源；②两个电极；③闭合回路；④电解质溶液或熔融电解质

电极

阳极

与电源______相连，发生______反应

阴极

与电源______相连，发生______反应

离子流向

阴离子移向____；阳离子移向______

电子流向

电源____极流向电解池____极；电解池____极流向电源____极

答案：正极氧化负极还原阳极阴极负阴阳正

任务二电解规律

实验1：将两根碳棒分别插进U形管内的CuCl2溶液中，如图①。

实验2：将两根碳棒用导线连接后，浸入U形管内的CuCl2溶液中，如图②。

实验3：将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，浸入U形管内的CuCl2溶液中，再接通直流电，如图③。过一段时间后，再把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近。

1.实验1、实验2和实验3的现象有什么不同？实验3的两电极的现象是什么？

提示：实验1和实验2中均无明显现象。实验3中与直流电源负极相连的碳棒上逐渐覆盖一层红色的铜，与直流电源正极相连的碳棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。

2.实验3中CuCl2溶液中通电前离子如何运动？通电后离子如何运动？根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。

提示：通电前，Cu2＋、Cl－在溶液中作自由运动。通电时，Cu2＋和Cl－发生了定向运动。根据实验现象可知，与电源负极相连的一极有Cu生成，与电源正极相连的一极有Cl2生成。

3.溶液中有多种离子时，怎样判断电极产物？

提示：根据阳离子放电顺序判断阴极产物，根据电极材料的阴离子放电顺序判断阳极产物。

1.电解产物的判断

(1)阳极产物的判断

首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表Pt以前的金属)，则电极材料失电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(P