《同步培优导学计划化学选修4苏教课件：专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第3课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步培优导学计划化学选修4苏教课件：专题1 化学反应与能量变化 第二单元 第3课时（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3课时电解池的工作原理 专题1第二单元化学能与电能的转化 学习目标定位 1 会描述电解池的工作原理 能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式 2 熟悉电解规律和电解产物的判断方法 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 电解原理 1 电解氯化铜溶液实验探究 1 按图所示装置完成实验 并填写下表 说明电解质溶液导电 形成闭合回路 红色物质 析出金属铜 变蓝 产生了氯气 2 实验原理分析 氯化铜溶液中存在的离子有 通电前这些离子在溶液中作自由运动 通电时在电场的作用下 溶液中的离子作 即趋向a极 趋向b极 a极电极反应式是 b极电极反应式是 总反应式是 结论 电解质溶液的导电过程 就是电解
2、质溶液的过程 Cu2 Cl H OH 定向运动 Cl OH Cu2 H 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu CuCl2Cu Cl2 电解 2 电解和电解池 1 电解 使电流通过而在两个电极上引起 反应的过程 2 电解池 在外加电源的作用下 将转化为的装置 3 电解池的电极名称阴极 与电源相连的电极 发生反应 阳极 与电源相连的电极 发生反应 4 电解池的构成条件 具有直流电源 两个电极 阴极 阳极 电解质溶液或熔融电解质 形成闭合回路 电解质溶液或熔融电解质 氧化 还原 电能 化学能 负极 还原 正极 氧化 5 电子和离子移动方向 电子 从电源流向电解池的 从电解池的流向电源的 离子 阳
3、离子移向电解池的 阴离子移向电解池的 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 电解质溶液导电与金属导电的不同 1 电解质溶液导电实际上是电解过程 发生氧化还原反应 是化学变化 2 金属导电是因为在电场作用下 自由电子发生定向移动 是物理变化 例1如下图所示装置中 属于电解池的是 答案 解析 解析根据电解池的构成条件进行判断 装置A B D中无直流电源 装置D中不能形成闭合回路 A B D不能形成电解池 例2如图是电解氯化铜溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关判断正确的是A a为负极 b为正极B a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 答案 解析由图示
4、电流方向可知 a是电源正极 b是电源负极 则c是电解池的阳极 电极反应为2Cl 2e Cl2 溶液中氯离子不断减少 d是电解池的阴极 电极反应为Cu2 2e Cu d电极质量不断增加 解析 电解池阴极和阳极的判断依据 方法点拨 二 酸 碱 盐溶液的电解规律 1 电极反应规律 1 阴极 无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应 发生反应的是溶液中的阳离子 阳离子放电顺序 Ag Cu2 H Pb2 Fe2 Zn2 2 阳极 溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化 或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中 其放电顺序 活泼金属阳极 S2 I Cl OH 含氧酸根 2 酸 碱 盐溶液电解规律 惰性电
5、极 用惰性电极电解下列酸 碱 盐溶液 请填写下表 4OH 4e O2 2H2O 4H 4e 2H2 H2O 减小 增大 不变 H2O 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu HCl 增大 HCl CuCl2 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 NaCl H2O 增大 HCl CuCl2 4OH 4e O2 2H2O 2Cu2 4e 2Cu CuSO4 H2O 减小 CuO 或CuCO3 分析电解问题的基本方法思路 1 确定电解池的阴 阳两极 判断阳极是惰性电极还是活泼电极 2 分析通电前溶液中含有哪些阴 阳离子 包括水电离出的H 和OH 3 通电后
6、阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 判断两极上的放电顺序 4 确定电极产物 书写电极反应式 注意遵循原子守恒和电荷守恒 5 分析电解时的相关变化 如两极现象 水的电离平衡移动 离子浓度的变化 pH变化等 例3判断正误 正确的打 错误的打 1 用石墨作阳极 铁作阴极分别电解稀硫酸和硫酸钠溶液时 它们阴极和阳极的产物都相同 2 用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液 最初一段时间阴极和阳极析出的物质分别是铜和氯气 3 用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na e Na 4 用石墨作阴极 铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为4OH 4e O2 2H2O 5 用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4
7、Ag 2H2O4Ag 4H O2 6 铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu 2HClCuCl2 H2 易错警示 判断电极产物注意事项 1 先看阳极材料 若为活性电极 则阳极材料被溶解 若为惰性电极 则根据阴离子的放电顺序判断谁先放电 且注意溶液中OH 的存在 2 不论阴极是什么材料 都按照阳离子放电顺序判断谁先放电 并注意溶液中H 的存在 3 注意电解物质的状态 是电解质溶液还是熔融电解质 例4用石墨作电极 电解碘化钾溶液 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减小 解析用石墨作电极 电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液 阳极
8、反应式为2I 2e I2 阳极附近溶液变蓝色 阴极反应式为2H 2e H2 阴极有氢气逸出 附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性 溶液变红色 答案 解析 例5用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质 方括号内物质 能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是A AgNO3 AgNO3 B NaOH H2O C NaCl NaCl D CuSO4 Cu OH 2 答案 解析 解析选项A 电解硝酸银溶液时 氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电 要使其复原 需加入适量的氧化银 选项B 电解氢氧化钠溶液时 氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电 要使其复原 需加入适量的水 选项C 电解氯化钠溶液时 氯
9、离子和氢离子分别在阳极和阴极放电 要使其复原 需通入适量的氯化氢 选项D 电解硫酸铜溶液时 氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电 要使其复原 需加入适量的氧化铜 方法点拨 电解后要使电解质溶液复原 须加入适量的某物质 该物质一般是阳极产物和阴极产物的化合物 即 出来什么 加入什么 学习小结 达标检测 1 2 3 4 5 6 1 下列关于电解池工作原理的说法中 错误的是A 电解池是一种将电能转变成化学能的装置B 电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C 电解池工作时 阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应D 与原电池不同 电解池放电时 电极本身不会参加电极反应 答案 1 2 3 4 5 6 2
10、在某电解质溶液里 用M和N作电极 通电一段时间后 发现M极质量减小 N极质量增大 符合这一情况的是A 电解质溶液是稀硫酸B 金属M是阳极 金属N是阴极C M和N是石墨电极D M是阴极 N是阳极 解析由题意可知 M极溶解 发生氧化反应 为阳极 N极质量增加 有金属单质在N极上析出 发生还原反应 为阴极 电解质溶液为盐溶液 M为金属电极 答案 解析 1 2 3 4 5 6 3 用石墨作电极电解氯化铜溶液 下列说法正确的是A 在阳极上析出金属铜B 在阴极上析出金属铜C 在阴极上产生有刺激性气味的气体D 阳极上发生还原反应 解析根据电解原理 阳极发生氧化反应 2Cl 2e Cl2 阳极上放出有刺激性气
11、味的氯气 阴极发生还原反应 Cu2 2e Cu 答案 解析 1 2 3 4 5 6 4 2017 南阳一中高二期末 用惰性电极电解物质的量浓度相同 体积比为3 1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液 不可能发生的反应有A 2Cu2 2H2O2Cu 4H O2 B Cu2 2Cl Cu Cl2 C 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 D 2H2O2H2 O2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析设混合溶液的体积为4L 溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3mol和1mol 根据转移电子守恒 第一阶段 阳极上氯离子放电 阴极上铜离子放电 电解的方程式是Cu2 2Cl Cu Cl2 氯离子完全反应时 剩
12、余铜离子2 5mol 第二阶段 阳极上氢氧根离子放电 阴极上铜离子放电 电解的方程式是2Cu2 2H2O2Cu 4H O2 第三阶段 阳极上氢氧根离子放电 阴极上氢离子放电 电解的方程式是2H2O2H2 O2 1 2 3 4 5 6 5 用石墨作阳极 铁棒作阴极电解熔融的氯化钠 下列说法正确的是A 石墨电极周围有大量的钠离子B 铁棒质量增加C 电子通过熔融电解质流向铁棒D 阴极发生氧化反应 解析氯离子移向阳极 发生氧化反应 2Cl 2e Cl2 钠离子移向阴极 发生还原反应 2Na 2e 2Na 答案 解析 1 2 3 4 5 6 6 用石墨作电极 在Na Cu2 Cl 等离子中选出适当离子组
13、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 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 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 答案 解析 Na2SO4 1 2 3 4 5 6 2 当阴极析出金属 阳极放出O2时 电解质是 解析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 答案 解析 3 当阴极放出H2 阳极放出Cl2时 电解质是 解析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 CuSO4 NaCl 1 2 3 4 5 6 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4 2 1时 电解质是 解析由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1 4 知阳极产生气体为O2 1molO2转移4mole 金属与电子的物质的量之比为1 2 故金属为 2价 即Cu2 即为CuSO4 答案 解析 CuSO4
