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1、1.2 电能转化为化学能电解第1课时 电解的原理 学案（鲁科版选修4）学习目标1.了解电解池的工作原理。2.能熟练书写电解池的电极反应式和电池总反应方程式。重点难点电极反应方程式的书写及电解产物的判断。1熔融氯化钠的电解(如下图)(1)现象：通电后，石墨片周围有Cl2产生，铁片上生成Na。(2)分析：熔融NaCl中存在微粒Na、Cl。通电后离子运动方向：阳离子Na(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的变化：铁电极：2Na2e2Na。石墨电极：2ClCl22e(3)结论：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了
2、Na和Cl2。2基本概念(1)电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。如图所示的装置能够组成电解池的是()A B C D答案D(2)电解池定义：将电能转化为化学能的装置。组成：直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质。(3)电极及电极反应阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。电极反应在电极上进行的半反应，它可以表示电极上物质的变化情况和电子的转移情况。3工作原理下列关于电解池的叙述中，正确的是()A电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的B金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C在电解质
3、溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动D相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等答案D4电解池中阴、阳两极的判断方法(1)通过直流电源的连接：阳极连接电源正极；阴极连接电源负极。(2)通过发生的反应：阳极发生氧化反应；阴极发生还原反应。(3)通过电子流向及反应中电子得失：阳极电子流出，反应中失电子。阴极电子流入，反应中得电子。一、电解时电极产物的判断及电极反应式的书写1电解产物的判断(1)阳极产物活性电极：电极自身失电子，电极被溶解。惰性电极：溶液中阴离子放电，放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根(如SO、NO)。若S2、I、Br、Cl放电，产物分别是S、I2
4、、Br2、Cl2。若OH放电，则得H2O和O2。(2)阴极产物溶液中阳离子放电。放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H，H放电产物为H2。2电极反应式的书写(1)确定电极：与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极。(2)确定电极反应阳极：活泼电极(如Ag、Cu、Fe等)为阳极，则电极自身失电子。惰性电极(如Pt、石墨等)为阳极，则电解质溶液中阴离子失电子。阴极：电解质溶液中阳离子得电子。(3)写电极反应式电极反应式的书写可概括为：列物质，标得失选离子，配电荷配个数，巧用水。典例1Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2CuH2OCu2O
5、H2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成解析由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，电极反应为2H2eH2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OHCu2OH2O2e，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。答案A变式训练1写出用惰性电极电解下列电解质溶液的电极反应式及电解反应的化学方程式(1) Ba(OH)2：_；(2) CuCl2：_；(3) KCl：_；(4)
6、 AgNO3：_。答案(1)阳极：4OH2H2OO24e阴极：4H2O4e2H24OH总反应式：2H2O,2H2O2(2)阳极：2ClCl22e阴极：Cu22eCu总反应式：CuCl2CuCl2(3)阳极：2ClCl22e阴极：2H2eH2总反应式：2KCl2H2O,2KOHH2Cl2(4)阳极：4OH2H2OO24e阴极：4Ag4e4Ag总反应式：4AgNO32H2O4AgO24HNO3二、用惰性电极电解电解质水溶液的类型总结注意用惰性电极电解电解质水溶液时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。例如电解CuSO4溶液，发
7、生反应2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，若使溶液恢复原状态，可向溶液中加入CuO，若加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3会使溶液中水量增多，CuSO4溶液被稀释。典例2 采用惰性电极从NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等离子中，选出适当的离子组成电解质，对其单一成分的溶液进行电解：(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_。(2)若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是_。(3)两极分别放出气体，且体积比为11时，电解质的化学式可能是_。解析(1)当生成H2、O2时，相当于电解水，是含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解，符合要求的有HNO3、H
8、2SO4、Ba(NO3)2。(2)若有金属析出、O2放出，是不活泼金属的含氧酸盐的电解，符合要求的有Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3。(3)两极分别放出气体且体积比为11，则应是放出H2、Cl2，符合要求的有HCl、BaCl2。答案(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2变式训练2用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后()A溶液的酸性增强BNa与CO的比值增大C溶液浓度变大，有晶体析出D溶液浓度不变，有晶体析出答案D解析变式训练3某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()电解过程中，铜电极上有H2产生电解初期，主反应方程式为CuH2SO4CuSO4H2电解一定时间后，石墨电极上有铜析出整个电解过程中，H的浓度不断增大A B C D答案B解析从装置图可以看出铜接电源正极作阳极，石墨作阴极，应在阴极区产生H2，且H浓度应逐渐减小，故、错；电解初期主要是电解Cu和H2SO4，而随着电解进行，溶液中CuSO4浓度逐渐增大，Cu2参与电极反应，在石墨电极上析出Cu，故、正确。
