《高中化学（人教版）选修四配套课件：4.3 电解池 精讲优练课型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学（人教版）选修四配套课件：4.3 电解池 精讲优练课型（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节电解池 一 电解原理1 电解 氧化还 原反应 电解 2 电解池 1 概念 将 能转化为 能的装置 2 构成条件 电 化学 电极 直流电源 闭合回路 3 工作原理 工作原理 实例 电解氯化铜溶液 阴极 还原反应 Cu2 2e Cu 有红色物质析出 阳极 氧化反应 2Cl 2e Cl2 有黄绿色气体生成 电池总反应 电解池中离子的定向移动 阴离子移向 极 阳离子移向 极 CuCl2Cl2 Cu 阳 阴 微点拨 书写电解池总反应式时一定要注明 电解 或 通电 二 电解原理的应用1 电解饱和食盐水 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2NaCl 2H2O H2 Cl2 2NaOH 电解 2C
2、l 2H2O H2 Cl2 2OH 电解 2 电镀 1 定义 应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或合金的方法 2 目的 使金属增强 能力 增加美观度和表面硬度 电解 金属 抗腐蚀 3 实例 在铁件上镀铜 待镀的金属制品 镀层金属离子 阴极 a 材料 b 电极反应式 阳极 a 材料 b 电极反应式 电解质溶液 溶液 Fe Cu2 2e Cu Cu Cu 2e Cu2 CuSO4 3 电解精炼铜 纯铜 Cu2 2e Cu 粗铜 Cu 2e Cu2 CuSO4溶液 4 电冶金 1 金属冶炼的本质 使矿石中的 获得电子 从它们的化合物中 出来 如Mn ne M 2 电冶金 电解是最强有力的氧化还
3、原手段 适用于一些活泼金属单质的制取 如冶炼钠 钙 镁 铝等活泼金属 金属离子 还原 3 电解熔融的氯化钠 阳极反应 阴极反应 总反应 2Cl 2e Cl2 2Na 2e 2Na 2NaCl 熔融 2Na Cl2 微点拨 1 电镀时 电解质溶液的浓度不变 阳极减少质量与阴极增加的质量相等 2 电解精炼铜时 电解质溶液的浓度减小 阳极减小的质量与阴极增加的质量不相等 自我小测 1 思考辨析 1 电解池中电解质溶液导电时 一定会有化学反应发生 分析 电解质溶液导电时 在电解池的两极发生了氧化还原反应 有电子转移 生成了新物质 所以一定有化学反应发生 2 原电池中阳离子向正极移动 电解池中阳离子向阴
4、极移动 分析 原电池中阳离子向正极移动 阴离子向负极移动 电解池中阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 3 原电池放电和电解池充电互为可逆反应 分析 原电池放电是将化学能转化为电能 电解池充电是将电能转化为化学能 二者是一个相反的过程 但反应条件不同 且不是同时进行的 故不互为可逆反应 4 原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应 分析 原电池的负极和电解池的阳极都是失去电子发生氧化反应 5 电镀后 电解质溶液中的镀层金属离子浓度降低 分析 电镀后 电解质溶液中的镀层金属离子浓度保持不变 2 关于原电池 电解池的电极名称 下列说法错误的是 A 原电池中失去电子的一极为负极B 电解池中与直流电源负
5、极相连的一极为阴极C 原电池中相对活泼的一极为正极D 电解池中发生氧化反应的一极为阳极 解析 选C 原电池中相对活泼的一极为负极 3 如图是电解CuCl2溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关的判断正确的是 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 解析 选C 根据电流方向判断a为正极 b为负极 c为阳极 d为阴极 电解CuCl2溶液电极反应式为阳极 c极 2Cl 2e Cl2 c Cl 减小 阴极 d极 Cu2 2e Cu附着在d电极上 使d电极质量增加 故C正确 4 RJ选修4 P83改编 关于镀铜和电解精炼铜 下列说法
6、中正确的是 A 都用粗铜作阳极 纯铜作阴极B 电解液的成分都保持不变C 阳极反应都只有Cu 2e Cu2 D 阴极反应都只有Cu2 2e Cu 解析 选D 镀铜和电解精炼铜阴极上均析出铜 5 在铁制品上镀一定厚度的锌层 以下方案设计正确的是 A 锌作阳极 镀件作阴极 溶液中含有锌离子B 铂作阴极 镀件作阳极 溶液中含有锌离子C 铁作阳极 镀件作阴极 溶液中含有亚铁离子D 锌作阴极 镀件作阳极 溶液中含有锌离子 解析 选A 电镀时镀层金属作阳极 待镀金属制品作阴极 含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液 故选A 6 RJ选修4 P83改编 关于电解NaCl水溶液 下列叙述正确的是 A 电解时在阳极得
7、到氯气 在阴极得到金属钠B 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液 溶液呈棕色C 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液 溶液呈无色D 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液呈中性 解析 选B 电解食盐水时发生的反应 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H2O 2e H2 2OH 总反应 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 对照分析选项 A错误 阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2 滴加KI溶液后发生反应 Cl2 2I I2 2Cl 溶液呈棕色 B正确 阴极附近产生大量的OH 滴加酚酞后变红色 C错误 电解一段时间后生成NaOH 溶液呈碱性 D错误 一 电解时电极产物的判断思考探
8、究 电解饱和食盐水的总方程式为2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 电解熔融氯化钠冶炼金属钠的总方程式为2NaCl 熔融 2Na Cl2 分析上述化学方程式 思考下列问题 1 电解质都是氯化钠 由于状态不同 产物不同 这与什么有关 2 电解时如何判断电极产物 离子的放电顺序如何 归纳总结 1 基本思路 2 离子放电顺序 1 阴离子放电顺序 2 阳离子放电顺序 拓展深化 1 阴 阳离子放电顺序的影响因素 阴 阳离子的放电顺序不是绝对化的 放电情况与离子性质 溶液浓度 电流强度和电极材料有关 2 特殊阳离子的放电 1 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 在H 浓度较小时放电能力排在H 前面 在
9、H 浓度较大时放电能力排在H 后面 2 Fe3 在阴极上放电生成Fe2 而不是生成Fe 典题训练 现用铂电极电解1L浓度均为0 1mol L 1的HCl CuSO4的混合溶液 装置如图 下列说法正确的是 A 电解开始时阴极有H2放出B 电解开始时阳极上发生 Cu2 2e CuC 当电路中通过的电子的量超过0 1mol时 此时阴极放电的离子发生变化D 整个电解过程中 不参与电极反应 解题指南 解答本题需注意以下3点 1 铂电极为惰性电极 2 常见阳离子放电顺序为Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 3 常见阴离子放电顺序为S2 I Br Cl OH 解析 选D 依据放电顺序阴极先放电的是Cu2 故阴
10、极开始析出的是Cu A错误 阳极先放电的是Cl 故阳极开始产生的是Cl2 B错误 由阴极反应Cu2 2e Cu n Cu2 0 1mol 当电路中通过电子的量达到0 2mol时 Cu2 放电完毕 阴极放电离子变为H C错误 阴离子Cl 先放电 后是OH 在水溶液中不参与电极反应 D正确 互动探究 1 若将题中阳极换为Cu 阳极上还产生Cl2吗 提示 不产生 Cu作阳极时 是活性电极 优先于阴离子放电 2 若将题中CuSO4溶液换为Na2SO4溶液 A选项正确吗 提示 正确 H 先放电 在水溶液中Na 不放电 对点训练 1 2015 衡水高二检测 某同学按图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的
11、是 A 石墨是电解池的负极 Cu是电解池的正极B 电解过程中 铜电极上自身没什么变化C 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出D 整个电解过程中 石墨电极上发生的反应为2H 2e H2 解析 选C Cu接电源的正极 作阳极 石墨接电源负极 作阴极 A错 Cu是活泼电极 直接放电 Cu 2e Cu2 电极本身逐渐溶解 B错 电解刚开始时 溶液中无Cu2 H 在阴极放电 但随着电解的进行 阳极产生的Cu2 越来越多 因得电子能力Cu2 H 故在阴极放电的离子逐渐由H 转向Cu2 D错C对 2 2015 哈尔滨高二检测 用石墨作电极电解AlCl3溶液时 如图所示的变化曲线合理的是 A B C D 解析
12、选A AlCl3是强酸弱碱盐 溶液呈酸性 所以pH 7 用石墨作电极电解AlCl3溶液时 阴极上氢离子被还原 溶液的酸性减弱 逐渐生成氢氧化铝沉淀 阳极上氯离子被氧化 当氯离子消耗完后 Al3 沉淀完毕 但沉淀不会溶解 所以 图象正确 补偿训练 2015 苏州高二检测 用铂电极分别电解KCl溶液和K2SO4溶液时 都会出现的现象或实验结果是 A 溶液中K 浓度都不变B 溶液的pH都不变 C 阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的无色气体D 阴极上都生成可燃性气体 解析 选D 用Pt电极电解KCl溶液 反应为2KCl 2H2O2KOH H2 Cl2 溶液的pH将增大 B错 用惰性电极电解
13、K2SO4溶液 相当于电解水 K 浓度将增大 A错 电解KCl溶液 阴极上产生H2 阳极上产生黄绿色气体Cl2 电解K2SO4溶液 阴极上产生H2 阳极上产生O2 所以C错 二者阴极均产生可燃性气体H2 D对 二 电解规律典题探究 2015 济宁高二检测 用碳棒作电极 在Na Cu2 Cl 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 电解质是 3 当阴极放出H2 阳极放出Cl2时 电解质是 4 通过的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
14、1时 电解质的化学式是 解题指南 解答本题需注意以下3点 1 阴极放H2生成碱 2 阳极放O2生成酸 3 电解时生成1molO2转移4mol电子 解析 1 阴极放H2生成碱 阳极放O2生成酸 所以 1 实质是电解水 故电解质是活泼金属的含氧酸盐 即Na2SO4 2 实质是放氧生酸型 即电解质是不活泼金属的含氧酸盐 即CuSO4 3 实质是放氢生碱型 或电解盐酸 但盐酸不符合题意 即NaCl 4 阳极放出的气体是O2 生成1molO2转移4mol电子 故金属是 2价 即为铜 故电解质是CuSO4 答案 1 Na2SO4 2 CuSO4 3 NaCl 4 CuSO4 互动探究 1 该题第 1 问中
15、 溶液的pH如何变化 若恢复原状态 应加入什么物质 提示 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 该题第 3 问中 若电解后溶液的体积是0 2L 且转移电子是0 2mol 则溶液中OH 的浓度是多少 提示 因电解总反应式是2NaCl 2H2OH2 Cl2 2NaOH 该过程转移电子数是2mol 故生成NaOH0 2mol 即c OH 1mol L 1 归纳总结 用惰性电极电解电解质溶液的规律 对点训练 1 2015 沧州高二检测 用惰性电极电解下列溶液 有关说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液p
16、H不变B 电解稀氢氧化钠溶液 要消耗OH 故溶液pH减小 C 电解硫酸钠溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2D 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1 1 解析 选D 电解稀硫酸 实质上是电解水 硫酸的物质的量不变 但溶液体积减少 浓度增大 故溶液pH减小 故A项错误 电解稀NaOH溶液 阳极消耗OH 阴极消耗H 实质也是电解水 NaOH溶液浓度增大 则溶液的pH增大 故B项错误 电解Na2SO4溶液时 在阳极发生反应 4OH 4e 2H2O O2 在阴极发生反应 2H 2e H2 由于两电极通过电量相等 故放出H2与O2的物质的量之比为2 1 故C项错误 电解CuCl2溶液时 阴极反应为Cu2 2e Cu 阳极反应为2Cl 2e Cl2 两极通过电量相等 Cu和Cl2的物质的量之比为1 1 故D项正确 2 2015 南宁高二检测 如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液 下列实验现象中正确的是 A 逸出气体的体积 a电极的小于b电极的B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体C a电极附近
