《2017-2018学年高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第三课时 电解池的工作原理学案 苏教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第三课时 电解池的工作原理学案 苏教版选修4（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三课时 电解池的工作原理课标要求1了解电解、电解池的概念，理解电解原理。2学会比较离子的放电顺序，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。3熟悉电解规律和电解产物的判断方法。1电解池组成“三条件”：外接电源；电解质溶液；闭合回路。2离子放电“两顺序”(惰性电极)：阳极：S2IBrClOH。阴极：AgFe3Cu2H(酸)Sn2Fe2Zn2H(H2O)Al3。3电解池阴、阳极“四特点”：阳极：外接直流电源正极流出电子发生氧化反应阴离子移向。阴极：外接直流电源负极流入电子发生还原反应阳离子移向。电解的原理1电解熔融的氯化钠电解装置电解过程分析通电前存在微粒Na、Cl微粒移动自由移动通电后微粒移
2、动Na移向阴极Cl移向阳极电极反应阴极：2Na2e=2Na阳极：2Cl2e=Cl2电解反应2NaCl通电2NaCl2实验现象阴极：产生银白色金属阳极：产生黄绿色气体2电解CuCl2溶液电解装置电解过程分析通电前存在微粒Cu2、Cl、H、OH微粒运动自由移动通电后微粒运动Cu2、H移向阴极Cl、OH移向阳极电极反应阴极：Cu22e=Cu阳极：2Cl2e=Cl2电解反应CuCl2CuCl2实验现象阴极：覆盖一层红色固体阳极：有气泡放出；闻到刺激性的气味；湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色3电解的概念在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。4电解池(1)概念：将电能转化为化学能的装置
3、。(2)构成条件两个电极：阳极与电源正极连接；阴极与电源负极连接。电解质溶液或熔融电解质。直流电源。构成闭合回路。(3)工作原理电极反应类型。阳极氧化反应；阴极还原反应。电子流向：电源负极阴极；阳极电源正极。电流方向：电源正极阳极；阴极电源负极。离子流向：阳离子阴极；阴离子阳极。1阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？提示：原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。即阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极 。2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
4、子？提示：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。1电解池电极的判断2电解池的工作原理接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。3电解产物的判断(1)先判断电极类型，惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。(2)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电
5、极，则电极材料失去电子，被溶解；如果是惰性电极，根据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F。(3)阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Sn2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na。1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是()Aa为正极、b为负极Ba为阳极、b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变解析：选AC电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极；电解CuCl2溶液电极反应为阳极(c电极)2Cl2e=Cl2，阴
6、极(d电极)Cu22e=Cu，故A、C两项正确。2写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和电解反应式：(1)电解NaCl溶液：阳极：_；阴极：_；电解反应式：_。(2)电解CuSO4溶液：阳极：_；阴极_；电解反应式：_。答案：(1)2Cl2e=Cl22H2e=H22NaCl2H2OH2Cl22NaOH(2)4OH4e=O22H2O2Cu24e=2Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO4以惰性电极电解电解质溶液的规律1电解方程式的书写步骤以用石墨作电极电解CuSO4溶液为例。第一步：明确溶液中存在的离子。阳离子：Cu2、H；阴离子：OH、SO。第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺
7、序。阴极：Cu2H；阳极：OHSO。第三步：写出电极反应式和总的电解方程式。阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：2H2O4e=O24H。根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。2电解规律(惰性电极)类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：4H4e=2H2阳：4OH4e=2H2OO2NaOH水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4Na2SO4水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入氯化氢气体CuCl2电解质减小加入氯化铜固体放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：
8、电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通入氯化氢气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小加入氧化铜1用惰性电极电解下列溶液，下列说法正确的是()A电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11解析：选D电解稀硫酸，实质上是电解水，硫酸的浓度增大，pH减小，A项错误；电解稀NaOH溶液，也是电解水，NaOH溶液的浓度增大，pH增大，B项错误；电解CuSO4溶液，阴
9、极产物是Cu，阳极产物是O2，由于两电极通过电量相等，故放出Cu与O2的物质的量之比为21，C项错误；电解CuCl2溶液实质是电解CuCl2，阳极产物Cl2，阴极产物Cu，由于两极通过电量相等，生成Cu和Cl2的物质的量之比为11，D项正确。2从H、K、Cu2、Cl、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解(阳离子只能使用一次)。(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为_，电解的阴极反应：_，电解的阳极反应：_，电解反应式是_。(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变
10、，两极都有气体生成，气体体积比为21，则该电解质的化学式为_，阴极反应式为_，阳极反应式为_。(3)以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质的化学式为_，电解反应式为_。解析：(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为HCl，电解的阴极反应为2H2e=H2，电解的阳极反应为2Cl2e=Cl2，电解反应式是2HClH2Cl2。(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为21，则该电解质为活泼金属的含氧酸盐，其化学式为K2S
11、O4，阴极H得到电子，电极反应式为4H4e=2H2，OH在阳极失去电子，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。(3)以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质为不活泼金属的含氧酸盐，化学式为CuSO4，电解反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。答案：(1)HCl2H2e=H22Cl2e=Cl22HClH2Cl2(2)K2SO44H4e=2H24OH4e=2H2OO2(3)CuSO42CuSO42H2O2CuO22H2SO4三级训练节节过关1下列说法错误的是()A电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化B电解质溶液导电的过程，就是电解质被
12、电解的过程C电解质在任何条件下均可以导电D电解质溶液导电过程中一定有新物质生成解析：选C电解质导电的过程就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，A、B、D项正确；电解质导电只有在电离的前提下，其电离产生的自由移动的离子定向移动能导电，所以C项错误。2.某小组设计电解饱和食盐水的装置如右图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是()A铜电极附近观察到黄绿色气体B石墨电极附近溶液先变红C溶液中的Na向石墨电极移动D铜电极上发生还原反应解析：选DA项，电解饱和食盐水时，若电极为惰性电极，则两极分别产生氯气和氢气，而现在Cu作电极时仍产
