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1、第 3课时 电解池的工作原理及应用 1 电解水的化学方程式如何书写 ？ 【答案】 2H 2 O = =通电 2H 2 O 2 2 根据金属活动性顺序，你能排列出常见阳离子的氧化性强弱顺序吗？阴离子呢？ 【答案】 阳离子氧化性顺序： H K。 阴离子还原性顺序： I 4 F。 1理解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。 3掌握电解原理的有关计算。 在直流电的作用下，在两电极上分别发生 _的过程。 2 实验 笃学一 电解原理 C u C l 2 溶液的电解 氧化还原反应 实验步骤 在 入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化
2、钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极 (阳极 )附近。接通直流电源 实验现象 阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层 _； 在阳极石墨棒上有 _产生，且使湿润的碘化钾淀粉试纸变成 _色 原理分析 = 2 电极反应 阳极： _； 阴极： _ 总反应 _ 结 论 电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的_过程 红色的铜 刺激性气味气体 蓝 2 C l 2e = = C l 2 2e = = C u 2C l = =通电 电解 3 电解池 把 _能转变为 _能的装置，叫电解池。 在电解池中，与电源负极相连的电极是 _，在阴极上发生 _反应；与电源 _相连的电极是阳极，在阳极上发生 _反应。 电 化学 阴极 还原
3、 正极 氧化 笃学二 电解原理的应用 1. 电解饱和食盐水 ( 氯碱工业 ) ( 1 ) 电极反应式 阳极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； 阴极： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 2 ) 总反应 化学方程式： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 离子方程式： 2 C l 2= =通
4、电2 。 2 C l 2e = = C l 2 2H 2e = =H 2 2N aC l 2H 2 O = =通电 2N H 2 2 电镀及金属精炼 (1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 (2)主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。 (3)电镀时， _作阴极， _作阳极，用含有 _的溶液作电解质溶液。 (4)应用：电解精炼铜时，用 _作阴极， _作阳极， _作电解液。 待镀的金属制品 镀层金属 镀层金属离子 纯铜板 粗铜板 3 电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼像钠、钙、镁、铝这些活泼金属的重要方法。如电解熔融
5、极反应：阴极： 2 2e =2极： _，总反应： _。 2C l 2e = = C l 2 2N aC l( 熔融 ) = =通电 2N a 【 慎思 1】 电解质溶液导电与金属导电过程一样吗？ 【 答案 】 不一样，金属导电是因为金属中存在自由电子，是自由电子的定向移动形成电流，是物理过程，而电解质溶液是靠溶液中的自由离子定向移动形成电流，并在两极发生氧化还原反应。 【 慎思 2】 思考并讨论，如何确定电解池的阴、阳极？ 【 答案 】 (1)通过与直流电源的连接： 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
6、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。 【 慎思 3】 根据所列出条件，选出组装一电解池的物质(用短线连接 )。 电源 a干电池 b照明线路中插座 c乙醇 电解液 d e硅酸 电极 f石英 g石墨 【 答案 】 电源 电解液 电极 【 慎思 4】 电解饱和食盐水时阴极区溶液为什么呈碱性？ 【 答案 】 电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为 H ，所以 H 在阴极上得电子而生成 坏了水的电离平衡，促进了水的电离；使阴极区溶液中 c() c(H )，所以阴极区溶液呈碱性。 【 慎思 5】 电镀和电解精炼过程中电解质溶液的变化有何不同？ 【 答案 】 (1
7、)电镀时，以镀层金属作阳极时，阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。 (2)电解精炼铜时，以粗铜为材料作阳极属于活性电极，粗铜有杂质 (锌、铁、镍、银、金等 )，当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如 会失去电子，如 2e =。但它们的阳离子氧化性比铜弱，并不在阴极析出，而只是留在电解液里。故 的浓度减小。 1 电解产物的判断 (1)阳极产物的判断 首先看电极材料，若为活性电极 (除 墨以外的金属材料 )，则电极材料失电子，电极溶解生成相应的金属阳离子。 若为惰性电极 (墨 )，而依据溶液中阴离子的失电子能力加以判断。 电解原理 阴离子放电顺序： I
8、 4( 等含氧酸根离子 ) F。 ( 2 ) 阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序判断，生成相应的金属单质 ( 或氢气 ) ( 生成 ) 。 阳离子放电顺序： H( 酸溶液 ) H( 水电离 ) K。 2 电极反应式书写 书写电极反应式，判断是关键， “ 四步法 ” 可帮你确定电极反应式的书写。 第一步：判断阴、阳极。 第二步：判断阴、阳离子的移动，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 第三步：判断离子 (或电极材料 )的放电顺序。在第二步中将离子按阴、阳离子分开判断，谁强谁先放电。 第四步：根据得失电子守恒，判断并书写电极反应式。 【例 1 】 如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放
9、 1 0 0 g 5 . 0 0 % 的 N a 液、足量的 C u S 0 0 g 1 0 . 0 0 % 的 极均为石墨电极。 (1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中 乙中 此回答问题： 电源的 _极； 电极 _； 列式计算电极 _； 电极 _g； 电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？简述其原因： 甲溶液 _； 乙溶液 _； 丙溶液 _。 (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？为什么？ _。 解析 (1) 乙中 则 2e =即 由此可推出 丙中电解 相当于电解水 ，设电解的水的质量为 x， 由电解前后溶质质量相等有： 100 g (100 g x) 得 x 4.5
10、g， 故为 整个反应中转移 0.5 而整个电路是串联的 ， 故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的 。 甲中相当于电解阳极 H 放电 ， 即 4 4e =22 。 转移 0 . 5 m o l 电子，则生成 0 . 5 m o l 4 0 . 1 2 5 m o l，标准状况下的体积为 0 . 1 2 5 m o l 2 2 . 4 L m o l 1 2 . 8 L 。 2e= = C u ，转移 0 . 5 m o l 电子，则生成 m ( C u ) 0 . 5 m o 6 4 g m o l 1 1 6 g 。 甲中相当于电解水，故 N a 大；乙中阴极为 放电，阳极为 电，所以 H增多，故 小；丙中为电解水，对于 乎不变。 ( 2 ) 铜全部析出后，可以继续电解水。 答案 ( 1 ) 正 4 4e= = 2 水减少的质量为： 1 0 0 g 1 1 0 . 0 0 %1 0 . 4 7 % 4 . 5 g ，生成 . 5 g m o l 112 2 2 . 4 L m o l 1 2 . 8 L 16 碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中 N a O H 浓度增大 酸性增大，因为阳极上 成 液中 H浓度增加 酸碱性大小没有变化，因为
