以學習小組為單位完成實驗,并觀察、記錄實驗現(xiàn)象,探究電解池的形成條件及電解的原理。
圖1 圖2 圖3
探究實驗:
實驗現(xiàn)象:實驗①碳棒表面無明顯變化。實驗②碳棒表面無明顯變化。實驗③陰極:碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)。陽極:生成有刺激性氣味、能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{的氣體。
結(jié)合以上實驗,思考探究下列問題。
思考探究一:形成電解池的條件
(1)電極在何種情況下才有物質(zhì)析出?
[答案]電極在通電并形成閉合回路時才有物質(zhì)析出。
(2)根據(jù)實驗③現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成分析推斷兩極生成物的名稱。
(3)電極的名稱是如何確定的?各電極分別發(fā)生什么反應?寫出電極反應式。
(4)形成電解池有哪些條件?
[答案]由實驗①②③可知:形成電解池必須具備①有兩導體做兩極,②外加直流電源,③形成閉合回路,④兩極插入電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))四個條件。
思考探究二:電解的原理
(2)通電后離子如何運動?
(4)在電解的過程中,是否有能量變化?如果有,那么是什么形式的能量變化?
[答案]有,電能轉(zhuǎn)化為化學能。
(5)電解的原理是什么?
[答案]通過實驗與思考,我們發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液在導電過程中有新物質(zhì)產(chǎn)生,是化學變化。通過上述裝置實現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為化學能的過程,該裝置叫電解池。因此,電解是使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。
問題探究:電解與電離有何區(qū)別?
[答案]電離是電解質(zhì)溶于水或熔化狀態(tài)下離解成自由移動離子的過程,電解是在電流作用下,電解質(zhì)溶液中的陰、陽離子在電極上發(fā)生氧化還原反應的過程,電解必須建立在電離的基礎上。