2019_2020学年高中化学专题1化学反应与能量变化第二单元第3课时电解池的工作原理学案(选修4)

电解池的工作原理
[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。

2.证据推理与模型认知：建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。

一、电解原理
1．电解氯化铜溶液实验探究
(1)按下图所示装置完成实验，并填写下表。

(2)实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的离子有Cu 2＋
、Cl －
、H ＋
、OH －
，通电前这些离子在溶液中作自由运动。

②通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl －
、OH －
趋向a 极，Cu 2＋
、H ＋
趋向b 极。

③a 极电极反应式是2Cl －
－2e －
===Cl 2↑，b 极电极反应式是Cu 2＋
＋2e －
===Cu ，总反应式是CuCl 2=====通电
Cu ＋Cl 2↑。

④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。

2．电解和电解池
(1)电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池：将电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的电极名称
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：
①具有直流电源；②两个电极(阴极、阳极)；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。

(5)电子和离子移动方向
①电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。

电解质溶液导电与金属导电的不同
(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。

(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。

例1如下图所示装置中，属于电解池的是( )
答案 C
解析根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不属于电解池。

考点电解及其装置(电解池)
题点电解池的构成与识别
相关链接
(1)电解池工作原理
①电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。

②电解质的水溶液或熔融电解质均可被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。

③电解过程中，电能转化为化学能而储存在电解产物中，转化过程中遵循能量守恒定律。

④电解质溶液(或熔融电解质)的导电过程，就是电解质溶液(或熔融电解质)的电解过程，是
化学变化，而金属的导电是利用其物理性质。

⑤电解法是一种强氧化还原手段，可以完成非自发的氧化还原反应。

(2)原电池与电解池的比较
例2 如图是电解氯化铜溶液的装置，其中c 、d 为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
A ．a 为负极，b 为正极
B ．a 为阳极，b 为阴极
C ．电解过程中，d 电极质量增加。