資源簡介

(共26張PPT)
第四章
化學反應與電能
第二節　電解池
課題1　電解原理
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 通過探究了解電解池工作原理。
2. 能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應式及電解反應方程式。
活 動 方 案
1. 如圖所示為電解CuCl2溶液的裝置示意圖。
活動一：通過電解氯化銅溶液的實驗探究電解池的工作原理
(1) 如圖所示的裝置與原電池裝置有什么不同點？如何確定電解裝置中的陰、陽極？
【答案】 裝置中含有直流電源。與電源正極相連的是陽極、與電源負極相連的是陰極。
(2) 按如圖所示的裝置進行實驗，將濕潤的淀粉－KI試紙放在陽極附近。觀察U形管內的現象和試紙顏色的變化。
【答案】 U形管內陽極有氣泡產生，陰極石墨棒上覆蓋一層紅色物質。氣體使濕潤的淀粉－KI試紙顏色變藍。
(3) 在氯化銅溶液中存在哪些離子？在直流電作用下，這些離子如何移動？哪些離子優先在電極上發生反應？
【答案】 氯化銅溶液中存在Cu2＋、H＋、Cl－和OH－。在直流電作用下，Cu2＋、H＋移向陰極，Cl－和OH－移向陽極。Cu2＋、Cl－優先在電極上發生反應。
(4) 根據實驗所得現象，寫出陰極和陽極的電極反應式和電解反應方程式。
【答案】 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑　陰極：Cu2＋＋2e－===Cu
2. 電解時發生了怎樣的能量轉化？查閱資料，知道電解池的定義。
【答案】 電解時能量轉化形式是電能轉化為化學能。借助電流引起氧化還原反應的裝置(把電能轉化為化學能的裝置)，叫作電解池或電解槽。
1. 按照下圖所示裝置進行實驗，并根據提示完成下表。
活動二：通過其他典型電解案例探究電解過程中的放電規律
陽極有氣泡產
生；陰極析出
紅色固體
陽極銀溶解；
陰極析出銀白
色固體
陰、陽極均有
氣泡產生
陰、陽極均有
無色氣泡產生
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
Ag－e－
===Ag＋
2Cl－－2e－
===Cl2↑
2H2O－4e－===
O2↑＋4H＋
Cu2＋＋2e－
===Cu
Ag＋＋e－
===Ag
2H2O＋2e－===
H2↑＋2OH－
2H2O＋2e－===
H2↑＋2OH－
2. 歸納電極上的放電順序以及電解規律。
(1) 若電極材料為惰性電極(石墨、Pt等)，電極處放電規律是什么？
陰極的放電順序一般是：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋，其本質是陽離子的得電子能力大小。
(2) 若電極中存在活性電極(Cu、Ag等以及更活潑的金屬材料)，則電極處的放電規律有什么變化？
【答案】 陰極材料是活性電極時，對溶液中陽離子的放電規律沒影響；陽極材料是活性電極時，則優先失電子放電。
1. 通過下表比較原電池與電解池有何不同？
活動三：用比較的方法研究電解池和原電池
原電池 電解池 能量轉換 裝置構成 電極名稱
電極反應
溶液中離子移動方向 反應能否自發進行 化學能轉變成電能
電能轉變成化學能
合適的電極、合適的電
解質溶液(或熔融的電解
質)、形成回路
電極、電解質溶液(或熔融的電
解質)、外接電源、形成回路
負極
正極
陽極
陰極
氧化反應
還原反應
氧化反應
還原反應
陰離子移向負極，陽離
子移向正極
陰離子移向陽極，陽離子移向
陰極
能自發進行
不一定能自發進行
2. 按如圖裝置進行實驗，并回答下列問題。
(1) 判斷裝置的名稱：A池為__________，B池為__________。
(2) 鋅極為______極，電極反應式為___________________；銅極為______極，電極反應式為________________；石墨棒C1為______極，電極反應式為______________________；石墨棒C2為______極，電極反應式為___________________________。
石墨棒C2附近發生的實驗現象為____________________________。
原電池
電解池
負
Zn－2e－===Zn2＋
正
Cu2＋＋2e－===Cu
陽
2Cl―－2e－===Cl2↑
陰
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
有無色氣體產生，溶液變紅色
(3) 當C2極析出224 mL氣體(標準狀況)時，A中鋅電極的質量如何變化？溶液的質量如何變化？
【答案】 Zn質量減小0.65 g，溶液質量增大0.01 g。
課 堂 反 饋
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1.下列關于原電池、電解池的說法錯誤的是(　 　)
A. 原電池中失去電子的一極為負極
B. 電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極
C. 原電池中可以發生任意的氧化還原反應
D. 電解池中發生氧化反應的一極為陽極
【答案】 C
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2.若某裝置發生如下反應：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，下列關于該裝置的說法正確的是(　 　)
A. 該裝置一定為原電池 B. 該裝置為電解池
C. 若為原電池，Cu為正極 D. 電解質溶液可能是硝酸溶液
【答案】 B
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3.下列有關甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是(　 　)
A. 甲中負極反應式為2H＋＋2e－===H2↑
B. 乙中陽極反應式為Ag＋＋e－===Ag
C. 丙中H＋向碳棒方向移動
D. 丁中電解開始時陽極產生黃綠色氣體
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【答案】 C
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4.關于下圖所示①②兩個裝置的敘述正確的是(　 　)
A. 裝置名稱：①是原電池，②是電解池
B. 硫酸濃度變化：①增大，②減小
C. 電極反應式：①中陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中正極：Zn－2e－===Zn2＋
D. 離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動，②中H＋向負極方向移動
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【答案】 B
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5.下面列出了電解不同物質的電極反應式，其中錯誤的是(　 　)
A. 電解飽和食鹽水：陰極：Na＋＋e－===Na
B. 電解CuSO4溶液：陰極：Cu2＋＋2e－===Cu
C. 電解熔融NaCl：陰極：Na＋＋e－===Na
D. 電解NaOH溶液：陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
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【答案】 A
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6.用惰性電極電解物質的量濃度相同、體積比為1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發生的反應有(　 　)
A. ①②③ B. ①②④
C. ②③④ D. ②④
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【答案】 C
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7.右圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發現a電極質量增加，b電極處有無色無味的氣體放出。下表中符合這一情況的是(　 　)
1
【答案】 A
a b X 溶液
A 鋅 石墨 負極 CuSO4
B 石墨 石墨 負極 NaOH
C 銀 鐵 正極 AgNO3
D 銅 石墨 負極 CuCl2
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(1) 石墨為電極電解，電解質質量減少，水質量不變，可采用的電解質是___________________。
(2) 石墨為電極電解，電解質質量不變，水質量減少，可采用的電解質是__________________________。
(3) 石墨為陽極、鐵棒為陰極電解，電解質和水的質量都減少，則電解質是______________________。
(4) 石墨為電極電解，陰極析出金屬，陽極放出O2時，電解質可能是____________。
(5) 石墨為電極電解，兩極分別放出氣體且體積比為1∶1，電解質可能是________________________________________。
1
HCl、CuCl2
H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
CuSO4、NaCl
CuSO4
HCl、NaCl(每題填出一個即可)
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