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1、第2节电能转化为化学能电解 第1课时电解原理电解食盐水 1了解电解池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2通过电解食盐水的学习，进一步理解电解的基本原理，深化离子放电顺序的应用。一、电解原理1电解让直流电通过 ，在两极上分别发生 反应和 反应的过程。2电解池(1)定义：将 的装置。(2)组成： ， ， 。 电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质氧化氧化还原还原电能转化为化学能电能转化为化学能直流电源直流电源固体电极材料固体电极材料电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质(3)电极及电极反应电极的确定电极反应在电极上进行的 ，它可以表示电极上 和 。半反应半反应物质变化物质变
2、化电子的转移电子的转移开放探究1.为什么说电解质溶液导电的过程就是电解的过程？提示：对电解质溶液或熔融态电解质通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失电子(有的是组成阳极的金属原子失电子)发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液或熔融态电解质里的阴、阳离子的定向移动而通过溶液或熔融态电解质，所以，电解质溶液或熔融电解质导电的过程就是其电解的过程 。二、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气1装置2现象(1)阳极上： ；(2)阴极上： 。3原理分析及电极反应电解时U形管中， 移向阳极
3、， 移向阴极。(1)阳极离子放电顺序：电极反应：2ClCl22e( 反应)(2)阴极离子放电顺序：电极反应：2H2eH2( 反应)有气体产生有气体产生有气体产生，阴极附近溶液变红有气体产生，阴极附近溶液变红Cl、OHH、NaClOH氧化氧化HNa还原还原4电解方程式化学方程式： ，离子方程式： 。开放探究2.用石墨棒作电极电解NaCl溶液(含酚酞)时，阴极附近溶液为什么变红？提示：阴极：2H2eH2，H放电后破坏了该极附近水的电离平衡，水的电离平衡向生成H和OH的方向移动，使阴极区溶液中的OH浓度不断增大，碱性越来越强 1如图所示的装置能够组成电解池的是()解析：电解池的构成：直流电源，两个电
4、极，电解质溶液(或熔融电解质)，形成闭合回路，由此分析，可知答案为D。答案：D2下列关于电解池的叙述中不正确的是()A与电源正极相连的是电解池的阴极B与电源负极相连的是电解池的阴极C在电解池的阳极发生氧化反应D电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极解析：在电解池中，与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，电解时电子从直流电源的负极沿导线流入电解池的阴极，在阴极上发生还原反应，同时在阳极上发生氧化反应。答案：A3以石墨为电极，电解熔融氯化钠时：(1)与电源负极相连的电极为电解池的_极，与电源正极相连的电极为电解池的_极。(2)写出两电极反应式：阴极：_，阳极：_。(3)写出电解反应方程式：_。(
5、4)电解时，Na、Cl如何发生定向移动？_。一、离子放电顺序及电解反应式的书写1离子的放电顺序(1)放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程叫做放电。(2)阳离子放电顺序：阴极上，阳离子得电子能力越强，氧化性越强，越先放电。常见阳离子的放电顺序为：(3)阴离子放电顺序：阳极上，阴离子失去电子，阴离子失电子的能力越强，越先放电。常见阴离子的放电顺序为：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)剖析溶液：确定电解质溶液中存在的所有阴、阳离子。(3)确定放电离子：依据阴、阳离子的放电顺序，确定阴、阳极上放电离子。(4)写出电极反应式，并调整得、失电子数相
6、等。3电解方程式的书写(1)通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。(2)把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。(1)水能电离出极少量的H和OH，在电解时不能忽视他们的存在。(2)一般来说，电极产物即电解产物，但二者并不完全相同，有时在电解液中也会产生电解产物，如电解食盐水时阳极产物是氯气，阴极产物是氢气和氢氧化钠，氢氧化钠即产生于阴极附近的电解液中。用Pt电极电解足量AgNO3溶液(1)写出电极反应式：阴极_；阳极_。(2)电 解 离 子 方 程 式 _ _。名师提醒：(1)书写电极反应式时，无论是强电解质电离出的离子参与电极反应，还是弱电解质电离出的离子参与电极反应，
7、均以离子符号形式表示，且两极得、失电子数应相等。(2)书写电解离子方程式时，应符合离子方程式的书写规范，一般将能溶于水的强电解质拆为离子符号表示，其他均用化学式表示，并不是阴、阳极电极反应式的简单加合。1(金版原创)以石墨电极电解足量CuSO4溶液。(1)写出电极反应式和电解离子方程式：阴极_，阳极_。电解离子方程式_。(2)指出阳极产物_。 解析：CuSO4溶液中含有Cu2、H、OH、SO42四种离子，在阳极上OH放电，在阴极上Cu2放电。 二、电解质溶液电解类型归纳(以石墨为电极) 只有在阴、阳两极上H和OH同时放电时，才只电解水。用石墨电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(
8、方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(双选)()AAgNO3AgNO3BNaOHH2OCKClKCl DCuSO4CuO思路点拨：答案：BD规律方法：用石墨电极电解时阳离子放电顺序：Ag、Fe3、Cu2、H、Pb2、Sn2、Fe2、Zn2、Al3、Mg2、Na、Ca2、K阴离子放电顺序：S2、I、Br、Cl、OH、含氧酸根(1)若溶质离子为含氧酸根离子和排在H之后(包括H)的阳离子(不考虑难溶性的溶质下同)，则电解时只电解水。(2)若溶质离子为可溶性的强碱，电解时只电解水。 (3)若溶质离子为H以前(包括H)的阳离子，阴离子为排在OH之前(不包括OH)的阴离子，电解时只电解溶质。
9、(4)若溶质离子为H以前(不包括H)的阳离子，阴离子为含按氧酸根离子或溶质离子为H以后(不包括H)的阳离子，阴离子为排在OH之前(不包括OH)的阴离子，电解时既电解溶质又电解水。2采用石墨电极从NO3、SO42、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl中，选出适当的离子组成电解质，对其溶液进行电解：(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
10、合要求的有：HNO3、H2SO4、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、BaCl21电解原理电解原理1(2011惠州高二质检)在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的()ANaOH BHClCNaCl DCuSO4解析：为了得到H2和O2，所加电解质的阳
11、离子、阴离子的放电能力必须弱于或等于H和OH的放电能力。答案：A 2下列说法正确的是()A电解KCl溶液时，阴极上的电极方程式为：KeKB电解熔融NaCl的装置中，Na向阳极移动、Cl向阴极移动C用石墨做电极电解熔融的MgCl2，会在阴极上析出单质镁，阳极上会有气体产生D在电解装置中，电子从阴极通过电解液流向阳极解析：对电解反应的实质理解不透彻易错选D。电解KCl溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上应该H得电子，即2H2eH2。接通电源后阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，B项不正确；用石墨作电极电解熔融MgCl2时，Mg2在阴极上得电子，被还原，得到单质Mg，Cl在阳极失电子被氧化，得到Cl2
12、，C项正确；电解池中，电子不能通过电极进入电解质溶液。D项错误。答案：C3(2011宿迁高二质检)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH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12D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11解析：电解稀H2SO4，实质是电解水，因溶剂减少，溶液浓度将增大，故溶液的H变大；电解稀NaOH溶液，虽然OH在阳极放电，但H同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的OH变大；电解Na2SO4溶液，其实质也是电解水，
13、在阴极和阳极分别析出H2和O2，二者的物质的量之比为21而非12；电解CuCl2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu和Cl2，二者的物质的量之比为11。答案：D4能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转变成化学能电解是化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A BC D解析：电解是把电能转变成化学能的过程，故对、错。电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时有新物质生成，故对。某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理提供电能可以实现，故对。答案：D5某水溶液中含有等物质的量的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应方程式。解析：该溶液由Cu(NO3)2、MgCl2和H2O三种物质组成，其中含有H、Cu2、Mg2三种阳离子和NO3、Cl、OH三种阴离子。H、Cu2、Mg2在阴极上放电的先后顺序是Cu2HMg2；NO3、Cl、OH在阳极上放电的先后顺序是ClOHNO3。溶液中的OH和H均来自难电离的H2O。电极反应式为：第一阶段阳极2ClCl22e阴极Cu22eCu第二阶段阳极4OHO22H2O4e阴极4H4e2H2由电极反应式即可写出电解反应方程式。
