《電解原理》素養(yǎng)目標(biāo)1．會(huì)描述電解池的工作原理，以變化觀念書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式2．熟悉電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)學(xué)法指導(dǎo)1．復(fù)習(xí)常見陰離子的還原性或陽離子的氧化性強(qiáng)弱，為電解反應(yīng)式的判斷與書寫打下基礎(chǔ)2．對(duì)比原電池裝置，認(rèn)識(shí)電解池裝置的必要構(gòu)造3．做好基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，以實(shí)例探究電解原理知識(shí)導(dǎo)圖課前·

新知導(dǎo)學(xué)1．【實(shí)驗(yàn)4－2】按下圖所示裝置完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表電解原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層________________________與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙______________________紅色物質(zhì)

析出金屬銅

變藍(lán)

產(chǎn)生了氯氣

2．實(shí)驗(yàn)原理分析(1)通電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子作____________，即______向a極遷移，________向b極遷移。(2)a極電極反應(yīng)式是_______________________，b極電極反應(yīng)式是___________________，總反應(yīng)式是________________________。(3)結(jié)論：在外接電源存在的條件下，借助電解池將________劑的電子轉(zhuǎn)移給____________劑。定向運(yùn)動(dòng)

Cl－

Cu2＋

2Cl－－2e－═══Cl2↑

Cu2＋＋2e－═══Cu

還原

氧化

3．電解原理(1)電解是使電流通過________________或熔融電解質(zhì)而在兩個(gè)電極上引起______________反應(yīng)的過程。(2)電解池是將_________轉(zhuǎn)化為___________的裝置。(3)電極名稱。①陰極：與電源________相連的電極，發(fā)生________反應(yīng)。②陽極：與電源________相連的電極，發(fā)生________反應(yīng)。電解質(zhì)溶液

氧化還原

電能

化學(xué)能

負(fù)極

還原

正極

氧化

(4)電解池的構(gòu)成條件：具有與______________相連接的兩個(gè)電極(陰極、陽極)，插入__________溶液或熔融__________中，形成______________。(5)電子和離子移動(dòng)方向。①電子：從電源______極流向電解池的______極，從電解池的______極流向電源的________極。②離子：陽離子移向電解池的________極；陰離子移向電解池的_______極。直流電源

電解質(zhì)

電解質(zhì)

閉合回路

負(fù)

陰

陽

正

陰

陽

(1)電解池的陰陽極與電極材料的活性是否有關(guān)？(2)用惰性電極(如碳棒)電解水時(shí)，往往向水中加入稀硫酸的目的是什么？微思考【答案】(1)無關(guān)，電解池的陰陽極只與外接電源的正負(fù)極有關(guān)，連接電源正極的一極一定為陽極，連接電源負(fù)極的一極一定為陰極。(2)增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性。

正誤判斷。(對(duì)的打“√”，錯(cuò)的打“×”)(1)電解池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

(

)(2)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電屬于化學(xué)變化。

(

)(3)電解池的陽極與電源的負(fù)極相連。

(

)(4)電解時(shí)，陽離子向陰極定向運(yùn)動(dòng)，陰離子向陽極定向運(yùn)動(dòng)。

(

)(5)電解任何物質(zhì)，陽極失電子總數(shù)與陰極得電子總數(shù)相等。(

)(6)原電池的負(fù)極和電解池的陰極發(fā)生的都是還原反應(yīng)。(

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×課堂·

素養(yǎng)初培任務(wù)一電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑證據(jù)推理與模型認(rèn)知變化觀念與平衡思想主要考查新型電解池的工作原理，特別是電極反應(yīng)式的書寫或正誤判斷、電極產(chǎn)物的判斷、電解質(zhì)溶液酸堿性的變化等[情境導(dǎo)入]實(shí)驗(yàn)1：將兩根碳棒分別插進(jìn)U形管內(nèi)的CuCl2溶液中，如圖①。實(shí)驗(yàn)2：將兩根碳棒用導(dǎo)線連接后，浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中，如圖②。實(shí)驗(yàn)3：將兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極相連接，浸入U(xiǎn)形管內(nèi)的CuCl2溶液中，再接通直流電，如圖③。過一段時(shí)間后，再把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的電極附近。(1)實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的現(xiàn)象有什么不同？實(shí)驗(yàn)3的兩電極的現(xiàn)象是什么？【答案】實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中均無明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)3中左側(cè)碳棒上有紅色物質(zhì)析出，右側(cè)碳棒上有能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)的氣體生成。(2)實(shí)驗(yàn)3中CuCl2溶液中通電前離子如何運(yùn)動(dòng)？通電后離子如何運(yùn)動(dòng)？根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識(shí)分析推斷兩極生成物的名稱?！敬鸢浮客娗癈uCl2溶液中的Cu2＋、Cl－等自由運(yùn)動(dòng)。通電后Cu2＋和Cl－發(fā)生了定向移動(dòng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，與電源負(fù)極相連的一極有Cu生成，與電源正極相連的一極有Cl2生成。(3)在氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得或失電子？【答案】電解時(shí)，溶液中離子的放電先后順序與離子的氧化性或還原性有關(guān)，氧化性強(qiáng)的陽離子先得電子被還原，還原性強(qiáng)的陰離子先失電子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得電子，而Cl－比OH－更容易失電子。(4)溶液中有多種離子時(shí)，怎樣判斷電極產(chǎn)物？【答案】根據(jù)陽離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物，根據(jù)電極材料和陰離子放電順序判斷陽極產(chǎn)物。[深化理解]1．電解池陰、陽極的判斷2．電極產(chǎn)物的判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷。首先看電極，如果是活性電極，則電極材料失去電子，被溶解，溶液中的陰離子不失去電子。如果是惰性電極，則要看溶液中陰離子的失電子能力，根據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。(2)陰極產(chǎn)物的判斷。直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。3．解答有關(guān)電解問題的步驟(1)首先要判定是否為電解池，有外接直流電源則為電解池，否則不是電解池。(2)對(duì)于電解池，首先要考慮陽極材料，若為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；若為活潑金屬電極，則被氧化的是電極本身。(3)若溶液中的陰、陽離子有多種，則要根據(jù)離子放電順序判定什么離子先放電，什么離子后放電，并寫出電極反應(yīng)式。(4)根據(jù)電極反應(yīng)式解答相關(guān)問題。[典例精練]【答案】D【解析】依據(jù)放電順序，陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl－，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，A、B錯(cuò)誤。n(Cu2＋)＝0.1mol，由陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－═══Cu可知，當(dāng)電路中通過電子的量達(dá)到0.2mol時(shí)，此時(shí)Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，C錯(cuò)誤。【答案】A任務(wù)二使用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的基本類型素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑證據(jù)推理與模型認(rèn)知變化觀念與平衡思想主要考查新型電解池的工作原理，特別是電極反應(yīng)式的書寫或正誤判斷、復(fù)雜電極產(chǎn)物的判斷、電解質(zhì)溶液酸堿性的變化、電解質(zhì)溶液的復(fù)原措施等[情境導(dǎo)入]以下分別是電解熔融氯化鈉和飽和食鹽水的電解實(shí)驗(yàn)裝置。(1)電解熔融氯化鈉，Na＋可以放電生成金屬鈉，而電解飽和食鹽水時(shí)，Na＋卻不能放電，這是為什么？【答案】因飽和食鹽水中，氧化性：H＋＞Na＋，所以飽和食鹽水中Na＋不放電。(2)用惰性電極電解食鹽水一段時(shí)間后，若要使溶液復(fù)原，應(yīng)加入什么物質(zhì)？【答案】通入HCl氣體。[深化理解]1．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的基本類型電解質(zhì)及類別電極反應(yīng)式電解物質(zhì)pH變化溶液復(fù)原方法H2SO4含氧酸陽極：4OH－－4e－═══2H2O＋O2↑陰極：4H＋＋4e－═══2H2↑H2O減小加入H2ONaOH強(qiáng)堿增大Na2SO4活潑金屬的含氧酸鹽不變電解質(zhì)及類別電極反應(yīng)式電解物質(zhì)pH變化溶液復(fù)原方法HCl無氧酸，除HF外陽極：2Cl－－2e－═══Cl2↑陰極：2H＋＋2e－═══H2↑HCl增大通入HCl氣體CuCl2不活潑金屬的無氧酸鹽，除氟化物外陽極：2Cl－－2e－═══Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－═══CuCuCl2—加入CuCl2電解質(zhì)及類別電極反應(yīng)式電解物質(zhì)pH變化溶液復(fù)原方法NaCl活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl－－2e－═══Cl2↑陰極：2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－NaCl、H2O增大通入HCl氣體CuSO4不活潑金屬的含氧酸鹽陽極：2H2O－4e－═══O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－═══2CuCuSO4、H2O減小加入CuO2.判斷電極產(chǎn)物時(shí)的注意事項(xiàng)(1)對(duì)陽極，首先看陽極材料是否為活性電極，若為活性電極，則陽極材料被溶解；若為惰性電極，則依據(jù)陰離子的放電順序判斷誰先放電，且注意溶液中OH－的存在。(2)對(duì)陰極，不論陰極材料是什么，均按照陽離子的放電順序判斷誰先放電，且注意溶液中H＋的存在。[典例精練]【答案】(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4

(3)HCl、BaCl2【解析】(1)為電解水型，即陽極OH－放電，陰極H＋放電。(2)陽極OH－放電，陰極排在H后的金屬陽離子放電。(3)氣體體積比為1∶1，注意不是電解水型，經(jīng)分析可得相應(yīng)答案。 (2020·廣東中山紀(jì)念中學(xué)高二檢測(cè))用惰性電極進(jìn)行電解，下列說法正確的是 (

)A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗