學(xué)習(xí)任務(wù)一 電解CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)探究
在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極材料，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒(陽極)附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。
結(jié)論：實(shí)驗(yàn)表明，CuCl2溶液在通電條件下生成了Cu和Cl2
說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路
①離子移動(dòng)　通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－，
H2O H++OH-
氯化銅溶液中存在的離子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通電前這些離子在溶液中作自由運(yùn)動(dòng)。
在電場的作用下，溶液中的離子作定向運(yùn)動(dòng)，即Cl－、OH－向陽極（與直流電源正極相連的石墨棒）遷移，Cu2＋、H＋向陰極（與直流電源負(fù)極相連的石墨棒）遷移。
2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反應(yīng)）
Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（還原反應(yīng)）
③結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。
石墨棒作電極電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)探究
通電后：由電源?電子移動(dòng)方向?電解液中離子移動(dòng)方向
移向陽極的離子失電子能力：
移向陰極的離子得電子能力：
Cu2＋＋2e－===Cu
2Cl－－2e－===Cl2↑
總反應(yīng) Cu2＋＋2Cl－ ==== Cu＋Cl2↑
嘗試小結(jié)電解氯化銅溶液這一過程的特點(diǎn)和規(guī)律。
電極、電源、離子、電子移動(dòng)、電極反應(yīng)關(guān)系
學(xué)習(xí)任務(wù)二 電解池的工作原理
1．電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。注意：①電流應(yīng)是直流電 ②熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解2．電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(也稱電解槽)。3．電解池的電極名稱：陰極：與直流電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極：與直流電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。
4．電解池的構(gòu)成條件：①具有直流電源；②兩個(gè)電極(陰極、陽極)；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路。
⑤能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：
可以是自發(fā)的反應(yīng)，也可以是非自發(fā)的反應(yīng)
兩極一液一電源，氧化還原是條件
5．電子和離子移動(dòng)方向：①電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極，從電解池的陽極流向電源的正極。②離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極。
點(diǎn)撥：(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電實(shí)際上是電解過程，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，是化學(xué)變化。 (2)金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵陔妶鲎饔孟?，自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，是物理變化。
注：電解法是一種強(qiáng)氧化還原手段，可以完成一個(gè)不自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
工作原理（以電解CuCl2溶液為例）
Cu2++2e-=Cu
2Cl--2e-=Cl2↑
負(fù)極→陰極，陽極→正極
正極→陽極，陰極→負(fù)極
陽離子→陰極，陰離子→陽極
注：放電：離子得失電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程
6.電解過程思維程序:(1)首先判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽兩組。提示:不要忘記水溶液中的H+和OH-,不要把H+、OH-誤加到熔融電解質(zhì)中。
注：陽極材料分為兩種：
①活性電極：電極自身放電即電極自身失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)， 如：Fe、Cu、Ag
②惰性電極：電極自身不反應(yīng)，由電解質(zhì)中的陰離子得到電子發(fā)生氧化反應(yīng)。如：Au、Pt、C
陰極材料只要導(dǎo)電就可以
(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序①陰極(與電極材料無關(guān)):
最常見的陰極產(chǎn)物有Ag、Cu、H2
Cu2++2e-=Cu
2H++2e-=H2或2H2O+2e-=H2↑+2OH-
注：在電鍍時(shí)，通過控制條件，F(xiàn)e2+和Zn2+的得電子 能力會(huì)強(qiáng)于酸中的H+，即濃度越大，得電子能力越強(qiáng)
②陽極(與電極材料有關(guān)):
反應(yīng)方式：M-ne-=Mn+
Fe-2e- =Fe2+
Cu-2e- =Cu2+
Au、Pt、C。溶液中的陰離子放電
常見放電順序： 活性電極>S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >含氧酸根>F-
2Br--2e-=Br2
2Cl--2e-=Cl2
2H2O—4e-=4H++O2↑
提醒:①“活潑電極”一般指Pt、Au以外的金屬。②最常用的放電順序:陽極:活潑金屬>Cl->OH-;陰極:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+。(4)分析電極反應(yīng),判斷電極產(chǎn)物,寫出電極反應(yīng)式,要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。書寫反應(yīng)的總離子方程式時(shí),要注意:若參與電極反應(yīng)的H+(或OH-)是由水電離出來的,應(yīng)用水的分子式表示。
【例題】若通電一段時(shí)間后乙裝置左側(cè)電極質(zhì)量增加，寫出甲乙丙各池電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式
首先要判定是否為電解池
?再考慮陰極陽離子放 電順序
看電極→找離子→分陰陽→排順序→寫反應(yīng)
注：①必須在總反應(yīng)方程式的“=”上標(biāo)明“通電”或“電解”
②只是電解質(zhì)被電解，電解化學(xué)方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物，無關(guān)的不寫
練1.　下列敘述正確的是(　　)①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置?、谠姵厥菍㈦娔苻D(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置?、劢饘賹?dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化?、茈娊獬貎蓚€(gè)電極材料可以相同A．①②③④ B．僅③④C．僅②③④ D．僅③
練習(xí)2：1、陽極為鐵，陰極為銅，電解質(zhì)為氯化鐵 2、陽極為銅，陰極為鐵，電解質(zhì)為氯化銅 3、陽極為銀，陰極為石墨，電解質(zhì)為稀鹽酸 4、陰陽極均為石墨，分別寫出電解質(zhì)為硫酸、氫氧化鉀、 硝酸鈉；溴化銅；氯化鈉；硫酸銅、硝酸銀

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第二節(jié) 電解池

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修1

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