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：原电池和电解池装置构成条件都有电极反应物、电极材料、离子导体（电解质溶液或熔融电解质）、电子导体（导线），且都要形成闭合回路。 电解池装置需要有直流电源，而原电池装置不需要。 原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。 （2）原电池和电解池在工作原理上有何异同？ 参考答案：原电池和电解池工作时都在两电极上分别发生氧化反应和还原反应。 原电池在工作时是利用自发进行的氧化还原反应，实现化学能转化为电能。电解池在工作时是利用电源提供的电能实现将电能转化为化学能的过程，可以使非自发的氧化还原反应发生。 任务2：如何确定原电池的正负极，如何确定电解池的阴阳极？ 参考答案：决定原电池正负极的是电极反应物的性质，还原性物质在负极发生反应，氧化性物质在正极发生反应。 决定电解池阴阳极的是外接电源，与外接电源负极想连接的是阴极，与外接电源正极相连接的是阳极。 电解池的阴极、阳极的判断： 【知识拓展】 电化学是以电能和化学能之间的相互转化及转化过程中的有关规律为主要研究内容的科学。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2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。 （1）通电前，CuCl2溶液中存在的离子有哪些？ （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)。 （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)。 （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。 （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？ 【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？ （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？
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？ （2）原电池和电解池在工作原理上有何异同？ 任务2：如何确定原电池的正负极，如何确定电解池的阴阳极？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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