1、第2节电能转化为化学能电解第1课时电解的原理目标与素养：1.理解电解原理及电解池的组成。(证据推理与模型认知)2.了解电解规律及其应用。(宏观辨识)1电解熔融氯化钠实验(1)实验装置(2)实验现象通电后，在石墨片周围有气泡产生，在铁片上生成银白色金属。(3)实验分析熔融氯化钠中存在的微粒Na、Cl。通电后离子的运动方向：阳离子Na(填离子符号)移向铁电极；阴离子Cl(填离子符号)移向石墨电极。电极上发生的变化：铁电极：2Na2e=2Na，石墨电极：2Cl2e=Cl2。(4)实验结论熔融氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了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
2、解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。(2)电解池定义：将电能转化为化学能的装置。构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成闭合回路。(3)电极阳极发生氧化反应的电极(与电源正极相连)阴极发生还原反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。3电解池的工作原理微点拨：电解质的导电过程是被电解的过程，属于化学变化；金属导电过程是电子的定向移动，属于物理变化。1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。()(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。()(3)电
3、解池工作时，阳极发生还原反应，失去电子。()(4)电解池工作时，阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。()(5)电解AgNO3溶液时，Ag移向阳极，NO移向阴极。()提示(1)电解池的阳极连接电源的正极。(2)用惰性电极电解NaCl溶液得H2、Cl2、NaOH。(3)电解过程中，阳极发生氧化反应。(4)电解池中电子不通过电解质溶液。(5)电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。2将下面的电极反应与对应的电极名称连线。Nae=Na氧化反应A阳极还原反应4OH4e=2H2OO2B阴极答案BABA3用石墨棒作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是()A石墨棒周围有大量的NaB铁棒质量增加
4、C电子通过熔融电解质由石墨棒流向铁棒D阴极发生氧化反应B阴离子移向阳极(石墨棒)，发生氧化反应2Cl2e=Cl2，阳离子移向阴极，发生还原反应2Na2e=2Na，A、D项错误，B项正确；电子不能通过熔融电解质，熔融的电解质是由于其内部自由移动的离子定向移动而导电的，C项错误。电极产物的判断与电极反应式的书写1.电解时电极产物的判断“阳失阴得”2电极反应式的书写【例1】分别写出用惰性电极电解下列足量溶液时的电极反应式以及总反应方程式。(1)Na2SO4溶液：阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。(2)CuCl2溶液：阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。(3)CuSO4溶液：阴极：_；阳极：_；
5、总反应方程式：_。(4)KCl溶液：阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。答案(1)4H4e=2H24OH4e=2H2OO22H2O2H2O2(2)Cu22e=Cu2Cl2e=Cl2CuCl2CuCl2(3)2Cu24e=2Cu4OH4e=2H2OO22CuSO42H2O2CuO22H2SO4(4)2H2e=H22Cl2e=Cl22KCl2H2O2KOHH2Cl2(1)若是水电离出的H(或OH)得(或失)电子，在总反应式中应有H2O参与反应。(2)由电极反应式相加得总电解方程式前，必须使两电极反应式中得失电子数相等。1如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判
6、断正确的是()Aa为负极，b为正极Ba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，氯离子浓度保持不变C依据电流的方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。d极上的电极反应：Cu22e=Cu，c极上的电极反应：2Cl2e=Cl2，溶液中的Cl浓度减小。2用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2DCu和O2B溶液中的离子有H、Cu2、Na及SO、NO、Cl、OH七种离子，得电子能力：Cu2HNa，失电子能力：ClOH含氧酸根，所以电解初期阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2
7、e=Cl2，故选B。用惰性电极电解电解质水溶液的类型总结类型电极反应特点例子实际电解对象电解质浓度溶液pH电解质溶液复原电解电解质型电解质的离子放电HClHCl减少增大加HClCuCl2CuCl2减少加CuCl2电解水型阳极OH放电，阴极H放电NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4H2O增大减小加H2ONa2SO4、KNO3H2O增大不变加H2O放出氢气生成碱型阴极H放电NaCl电解质和水部分离子浓度减少增大加HClKBr加HBr放出氧气生成酸型阳极OH放电AgNO3电解质和水部分离子浓度减少减小加Ag2OCuSO4加CuO【例2】用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是()电解稀硫酸电解C
8、u(NO3)2溶液电解KOH溶液电解NaCl溶液A电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大B反应中电解一段时间后，向溶液中加入适量的CuO固体可使溶液恢复到电解前的情况C反应中阳极消耗OH，故溶液浓度变小D反应中阴、阳两极上产物的物质的量之比为21B依据电解规律可知为电解水型，为放氧生酸型，为电解水型，为放氢生碱型，所以A、C错误；B项电解产物为Cu和O2，所以加氧化铜固体可恢复，正确；D项阳极产生Cl2，阴极产生H2，物质的量之比为11，错误。(1)反应中需向溶液中加入什么物质可复原？(2)反应中如向溶液中加入Cu(OH)2可复原吗？答案(1)加H2O、加HCl。(2)不可，因为Cu(OH)2
9、和CuO相比，多了H2O，不能恢复到原浓度。性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。1用惰性电极进行电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液的pH降低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11DA项，电解稀H2SO4，实质是电解H2O，由于H2O的量减小，故c(H2SO4)增大，溶液的pH降低；B项，电解NaOH溶液，实质是电解H2O，
10、由于H2O的量减少，故c(NaOH)增大，溶液的pH升高；C项，电解Na2SO4溶液，实质是电解H2O，阳极产生O2，阴极产生H2，n(H2)n(O2)21；D项，电解CuCl2溶液时，发生反应CuCl2通电,CuCl2，阴极析出Cu，阳极产生Cl2，n(Cu)n(Cl2)11。本题选D。2用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2SO4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4答案B1下列关于电解池的叙述中不正确的是()A阳离子移向与电源正极相连的电极B与电源负极
11、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A与电源正极相连的电极为阳极，电解质溶液中的阴离子移向阳极。2用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是()AAgNO3BNa2SO4CCuCl2DKClC直接加入溶质就能使溶液恢复到电解前的浓度应属于电解溶质型，即选C；AgNO3发生的电解反应是：4AgNO32H2O4AgO24HNO3，可加Ag2O或Ag2CO3；电解Na2SO4的水溶液实际电解的是水；电解KCl水溶液实际电解的是溶质和溶剂，通HCl气体能恢复原状。3按图甲装置进行
12、实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是()AF表示反应生成Cu的物质的量BE表示反应实际消耗H2O的物质的量CE表示反应生成O2的物质的量DF表示反应生成H2SO4的物质的量B由题意可知电解反应的化学方程式为2CuSO42H2O通电,2Cu2H2SO4O2，据反应中各物质与转移电子的关系：2Cu2H2O2H2SO4O24e可知，E表示反应消耗H2O的物质的量或反应生成Cu、H2SO4的物质的量，F表示反应生成O2的物质的量。4下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 ()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、
13、H2SO4、Ba(OH)2DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2C电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。5从NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_(至少答一种，下同)；(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，电解质的化学式可能是_。解析(1)该题找两极分别放出H2和O2的电解质，其阳离子是H或比H放电能力弱的Ba2；阴离子是OH或比OH放电能力弱的SO、NO，则分别由阳离子和阴离子组成的可溶性电解质符合题意。(2)阴极上的阳离子应是比H放电能力强的Cu2、Ag，阳极上阴离子应是放电能力弱于OH的NO、SO，由阳离子和阴离子组成的可溶性电解质，即符合题意。(3)阴极放出的是H2，阳极是Cl放电生成Cl2。答案(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3(3)HCl、BaCl2