《2017-2018学年高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池（第1课时）电解原理导学案 新人教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池（第1课时）电解原理导学案 新人教版选修4（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节电解池第1课时电解原理1.了解电解、电解池的概念，能描述电解池的工作原理。2.能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。 3理解并掌握电解的规律和电解产物的判断方法。电解原理1电解的概念：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池及其构成条件(1)概念：在外加电源的作用下，将电能转变成化学能的装置。(2)电解池的两极阳极与电源正极相连，发生氧化反应。阴极与电源负极相连，发生还原反应。(3)电子流向、离子移向电源负极(e)阴极阳极(e)电源正极。(4)构成条件：直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。3电解池工作原理(以电解CuC
2、l2溶液为例)(1)电池总反应为CuCl2CuCl2。(2)电子的流向电源负极阴极阳极电源正极。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极。()(2)在电解池的阳极发生氧化反应。()(3)电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极。()(4)电解氯化铜溶液时，在阴极上有气体生成。()答案：(1)(2)(3)(4)2写出用惰性电极电解下列溶液时的电极反应式：(1)电解HCl溶液：阳极：_；阴极：_。(2)电解CuSO4溶液：阳极：_；阴极：_。答案：(1)2Cl2e=Cl22H2e=H2(2)4OH4e=2H2OO22Cu24e=2Cu1电解池阴、阳极的
3、判断2电极产物的判断(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的失电子能力，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序S2IBrClOH含氧酸根F。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(浓度大时)Sn2Fe2Zn2H(浓度小时)Al3Mg2Na。(1)中学阶段遇到的在水溶液中电解时阴极产物判断的情况可由放电顺序：AgFe3Cu2H即可解决问题。(2)判断阴极产物时，不管电极材料如何，均是溶液中的离子放电。(2017长春高二测试)用惰性电极电解
4、稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2 DCu和O2解析由题意知，溶液中存在H、Cu2、Na、SO、NO、Cl、OH，根据离子的放电顺序，阳离子：Cu2HNa，阴离子：ClOHSO、NO，则最初一段时间阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。答案B(1)用惰性电极电解上述混合液，在阴、阳极上分别得到的物质依次是什么？(2)若阳极换为Cu，阳极还产生Cl2吗？答案：(1)由阴、阳离子的放电顺序可知，在阴极上分别生成：Cu、H2；在阳极上分别生成：Cl2、O2。(2)阳极为Cu时，阳极反应为Cu
5、2e=Cu2，不产生Cl2。电解原理1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中a、b为直流电源的两极，c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判断正确的是()Aa为负极，b为正极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，氯离子浓度保持不变解析：选C。依据电流的方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。d极上的电极反应：Cu22e=Cu，c极上的电极反应：2Cl2e=Cl2，溶液中的Cl浓度减小。2为使反应Cu2H2O=Cu(OH)2H2能够发生，下列设计方案正确的是()A用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B用铜片作电极，外接直流电源电解硫
6、酸铜溶液C用铜片作阳极，铁片作阴极，外接直流电源电解硫酸钠溶液D用铜片作电极，外接直流电源电解稀硫酸解析：选C。该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H放电，且生成Cu(OH)2，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。阴、阳极以及电解产物的判断3某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生Da是负极，b是正极解析：选D。
7、铅笔在滤纸上写字，出现红色字迹，说明铅笔端产生OH，则铅笔端为阴极，H放电发生还原反应生成H2，A项错误；铂片端作阳极，发生氧化反应，B项错误；铅笔端产生H2而不是Cl2，C项错误。4(2017广州高二检测)用铂(惰性)电极进行电解，下列说法中正确的是()A电解稀硫酸，在阴极和阳极分别产生氧气和氢气B电解氯化钠溶液，在阴极析出钠C电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极和阳极析出产物的物质的量之比为11解析：选D。电解稀H2SO4，在阴极和阳极分别产生H2和O2，A错误；用惰性电极电解NaCl溶液得到NaOH而不是Na，B错误；电解Na2SO4溶液，阴极
8、(产物为H2)和阳极(产物为O2)得到产物的物质的量之比为21，C错误；电解CuCl2溶液，阴极(产物为Cu)和阳极(产物为Cl2)析出产物的物质的量之比为11，D正确。电解的规律及电极反应式的书写1用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法电解水型H2SO4(含氧酸)阳极：2H2O4e=O24H阴极：4H4e=2H2H2O减小加入H2ONaOH(强碱)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H2O4e=2H24OH增大Na2SO4(活泼金属的含氧酸盐)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：4H4e=2H2不变电解电解质型HCl(无氧酸)阳极：2Cl
9、2e=Cl2阴极：2H2e=H2HCl增大通入HCl气体CuCl2(不活泼金属的无氧酸盐)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：Cu22e=CuCuCl2加入CuCl2放H2生碱型NaCl(活泼金属的无氧酸盐)阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e=H2NaCl、H2O增大通入HCl气体放O2生酸型CuSO4(不活泼金属的含氧酸盐)阳极：4OH4e=O22H2O阴极：2Cu24e=2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO32.电极反应式及电解方程式的书写步骤以惰性电极电解Cu(NO3)2溶液为例用惰性电极电解下列电解质的溶液，通电一段时间后要想使电解质溶液恢复原浓度，把所加的物质与对应的电解质
10、连在一起。答案：abcde分析电解问题的基本方法思路(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。用石墨棒作电极，在Na、Cu2、Cl、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电
11、解质是_。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_。(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时，电解质是_。解析惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体与转移电子的物质的量之比为14，知阳极产生气体为O2
12、，1 mol O2转移4 mol e；析出金属与转移电子的物质的量之比为12，故金属为2价，即Cu2，故为 CuSO4。答案(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO4(1)该题第一小问中，溶液的pH如何变化？若恢复原状态，应加入什么物质？(2)该题第三小问中，若电解后溶液的体积是0.2 L，且转移电子是0.2 mol，则溶液中OH的浓度是多少？答案：(1)结合题干分析可知，电解Na2SO4的实质是电解水，且硫酸钠是强酸强碱盐，故溶液的pH不变；若恢复原状态应加入适量水。(2)因电解总反应式是2NaCl2H2OH2Cl22NaOH，该过程转移电子数是0.2 mol，故生成N
13、aOH 0.2 mol，即c(OH)1 molL1。电解的规律1用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有()该溶液的pH可能增大；该溶液的pH可能减小；该溶液的pH可能不变；该溶液的浓度可能增大；该溶液的浓度可能不变；该溶液的浓度可能减小ABC D全部解析：选C。两极放出H2和O2相当于电解水，对不饱和电解质溶液来说是浓缩，电解NaOH、H2SO4、Na2SO4时pH分别增大、减小、不变，浓度均增大，但电解的如果是饱和溶液，其溶液的浓度不变。2以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小解析：选D。以石墨为电极电解
