4.2.1 电解池 学案 （含答案） 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

新授课 第四章 化学反应与电能 第4课时 电解池 【学习目标】 1.掌握电解池的构成条件及工作原理。 2.知道原电池与电解池的区别。 【学习活动】 学习任务 目标一：掌握电解池的构成条件及工作原理。 任务1：实验4-2:在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(与电源正极相连的电极叫阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 实验现象 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。 （1）通电前，CuCl2溶液中存在的离子有哪些？ 参考答案：CuCl2===Cu2＋＋2Cl－，H2OH＋＋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)。 参考答案：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)。 参考答案：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。 参考答案：电解时，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：CuCl2Cu＋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？ 参考答案：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。 【概念生成】 电解：将直流电源通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫作电解。 阳极：发生氧化反应的电极叫作阳极(与电源正极相连)。 阴极：发生还原反应的电极叫作阴极(与电源负极相连)。 电解池：将电能转化为化学能的装置叫作电解池。 “放电”：离子在电极表面得到或失去电子的过程通常叫作“放电”。 任务2：（1）根据任务1中电解氯化铜溶液的装置，思考电解池的构成条件有哪些？电解池工作时，电子的流向、离子的运动方向，并在上图的基础上，绘制出电解池工作时，是如何构成闭合回路的？ 参考答案：①直流电源 ②电极材料 ③电解质溶液或熔融的电解质 ④形成闭合回路。 接通外接电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，阳离子向阴极移动，在阴极上得电子，发生还原反应，阴离子向阳极移动，在阳极上失去电子，发生氧化反应，电子由阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 （2）某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中。分析电极a、b、c、d的名称以及Q离子是阴离子还是阳离子？a、b电极生发生反应的类型？ 参考答案：根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子。 a是阴极，其上发生的是还原反应；b是阳极，其上发生的是氧化反应。 目标二：知道原电池与电解池的区别。 任务1：对比分析原电池和电解池的构成条件和工作原理，回答下列问题。 （1）原电池和电解池在装置构成上有何区别？ 参考答案：原电池和 ... ...