電解原理的實(shí)驗(yàn)探究與思考

以學(xué)習(xí)小組為單位完成實(shí)驗(yàn)，并觀察、記錄實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)①碳棒表面無明顯變化。實(shí)驗(yàn)②碳棒表面無明顯變化。實(shí)驗(yàn)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{(lán)的氣體。

結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)，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(shí)才有物質(zhì)析出。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(yīng)？寫出電極反應(yīng)式。

（4）形成電解池有哪些條件？

[答案]由實(shí)驗(yàn)①②③可知：形成電解池必須具備①有兩導(dǎo)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(gè)條件。

思考探究二：電解的原理

（2）通電后離子如何運(yùn)動(dòng)？

（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(xué)能。

（5）電解的原理是什么？

[答案]通過實(shí)驗(yàn)與思考，我們發(fā)現(xiàn)電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電過程中有新物質(zhì)產(chǎn)生，是化學(xué)變化。通過上述裝置實(shí)現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)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(yīng)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(dòng)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(yīng)的過程，電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上。