1、第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 第1课时 电解原理 发展目标体系构建 1.从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。2.建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。自主预习 必 备 知 识 1电解氯化铜溶液实验探究(1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。实验现象实验结论 电流表指针发生偏转与负极相连的 b 极上逐渐覆盖了一层_ 与正极相连的 a 极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸_产生了氯气说明电解质溶液导电，形成闭合回路红色物质析出金属铜
2、变蓝(2)实验原理分析：氯化铜溶液中存在的离子有，通电前这些离子在溶液中作自由运动。通电时在电场的作用下，溶液中的离子作，即趋向 a 极，趋向 b 极。a 极电极反应式是 ，b 极电极反应式是，总反应式是 。结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的过程。Cu2、Cl、H、OH定向运动Cl、OHCu2、H2Cl2e=Cl2Cu22e=CuCuCl2=电解 CuCl2电解2电解和电解池(1)电解：使电流通过而在阳极、阴极引起反应的过程。(2)电解池：将转化为的装置。(3)电解池的电极名称：阴极：与直流电源相连的电极，发生反应；阳极：与直流电源相连的电极，发生反应。电解质溶液(或熔融电解质)氧化
3、还原电能化学能负极还原正极氧化(4)电解池的构成条件：具有直流电源；两个电极(阴极、阳极)；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。(5)电子和离子移动方向：电子：从电源流向电解池的，从电解池的流向电源的。离子：阳离子移向电解池的；阴离子移向电解池的。负极阴极阳极正极阴极阳极微点拨：(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。()(3)直流电源跟电解池
4、连接后，电子从电源负极流向电解池阳极。()(4)电解 CuCl2 溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。()2如图是电解氯化铜溶液的装置，其中 c、d 为石墨电极，则下列有关判断正确的是()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，氯离子浓度不变C 由图示电流方向可知，a 是电源正极，b 是电源负极；则 c 是电解池的阳极，电极反应为 2Cl2e=Cl2，溶液中氯离子不断减少；d 是电解池的阴极，电极反应为 Cu22e=Cu，d 电极质量不断增加。3如图所示，甲是刚浸过 NaCl 溶液的石蕊试纸，A、B 两铜片通过导线连接电源两
5、极，在铜片间的滤纸上滴一滴 KMnO4 溶液，通电一段时间后，发现 A、B 间的紫红色圆点向 A 极移动了一段距离，则与 A 相连的是电源的_极，可发现滤纸的 B 极边沿附近有_色出现。解析 当通电一段时间后，A、B 间的紫红色圆点向 A 极移动了，由于紫红色是 MnO4 的颜色，即 MnO4 向 A 极移动，因阴离子向阳极移动，所以 A 为电解池的阳极，则与 A 相连的是电源的正极，B 为电解池的阴极，阴极区 H放电生成 H2，c(H)减小，c(OH)增大，使石蕊试纸变蓝。答案 正 蓝核心突破 关 键 能 力 电极产物的判断(素养养成宏观辨识与微观探析)实验 1：将两根碳棒分别插进 U 形管
6、内的 CuCl2 溶液中，如图。图 图 图实验 2：将两根碳棒用导线连接后，浸入 U 形管内的 CuCl2 溶液中，如图。实验 3：将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，浸入U 形管内的 CuCl2 溶液中，再接通直流电，如图。过一段时间后，再把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近。问题 1 实验 1、实验 2 和实验 3 的现象有什么不同？实验 3的两电极的现象是什么？提示 实验 1 和实验 2 中均无明显现象。实验 3 中碳棒上有Cu 析出，且有能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体生成。问题 2 实验 3 中 CuCl2 溶液中通电前离子如何运动？通电后离子如何运动？根
7、据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。提示 通电前 CuCl2 溶液中的 Cu2、Cl等自由运动。通电后Cu2和 Cl发生了定向移动。根据实验现象可知，与电源负极相连的一极有 Cu 生成，与电源正极相连的一极有 Cl2 生成。问题 3 在氯化铜溶液中除了 Cu2和 Cl之外还有 H和 OH，这两种离子为什么没有得或失电子？提示 电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2比 H更容易得电子，而 Cl比 OH更容易失电子。问题 4 溶液中有多种离子时，怎样判断电极产物？提示 根据
8、阳离子放电顺序判断阴极产物，根据电极材料的阴离子放电顺序判断阳极产物。1电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：AgCu2HPb2Fe2Zn2(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：活泼金属阳极S2IClOH含氧酸根。2酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法 H2SO4 含氧酸_NaOH 强碱 _ 电解水型Na2SO4 活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH4e=O22H2O
9、阴极：4H4e=2H2H2O_加入_H2O不变减小增大HCl 无氧酸阳 极：2Cl 2e=Cl2阴 极：2H 2e=H2加入_电解电解质型CuCl2 不活泼金属的无氧酸盐阳 极：2Cl 2e=Cl2阴极：Cu2 2e=CuCuCl2加入_ CuCl2HClHCl增大放 H2生碱型NaCl活 泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl2e=Cl2阴 极：2H 2e=H2NaCl、加入 放 O2生酸型CuSO4 不活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH4e=O22H2O阴极：2Cu24e=2CuCuSO4、加入CuO 或CuCO3H2O增大HClH2O减小1用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种
10、物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是()ACuCl2CuCl2 BNaOHH2OCNaClHClDCuSO4Cu(OH)2D A 项，CuCl2=电解 CuCl2，故加入 CuCl2 使 CuCl2 溶液复原；B 项，实质电解水：2H2O=电解 2H2O2，故加水复原；C 项，2NaCl 2H2O=电解 2NaOH H2 Cl2，减 少 的n(H2)n(Cl2)11，故加入 HCl 复原；D 项，2CuSO42H2O=电解2CuO22H2SO4，减少 Cu、O 两种原子，故不能加入含 H 元素的 Cu(OH)2。2用石墨作电极，电解稀 Na2SO4 溶液的装置如图所示，通电后在石墨电
11、极 A 和 B 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A逸出气体的体积：A 电极B 电极B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体CA 电极附近呈红色，B 电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性D SO24、OH移向 B 电极，在 B 电极 OH放电，产生 O2，B电极附近 c(H)c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向 A 电极，在 A 电极 H放电产生 H2，A 电极附近 c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝，C 项错误、D 项正确；A 电极产生的气体体积大于 B 电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B 项错误。1水溶液中，
12、K、Na、Mg2、Al3等离子不可能在阴极放电，即用电解相应水溶液的方法不可能得到 K、Na、Mg、Al 等活泼金属。2电解池的阴极不管是惰性电极Pt、石墨还是活性电极，都是电解质溶液或熔融电解质中的阳离子放电，电极本身不可能溶解。3若阴极为 H放电，则阴极区 cOH增大；若阳极为 OH放电，则阳极区 cH增大；若阴极为 H放电，同时阳极为 OH放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大饱和溶液例外。4电解质溶液恢复原状的方法：少什么加什么，少多少加多少。随堂检测 双 基 达 标 1如图所示装置中，属于电解池的是()A B C DC 根据电解池的构成条件进行判断：装置 A、B、D 中无直流电源，装
13、置 D 中不能形成闭合回路，故 A、B、D 不属于电解池。2电解池中，阳极的电极材料一定()A发生氧化反应 B与电源正极相连C是铂电极D得电子B 若阳极材料为活泼金属，则直接发生氧化反应；若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。3用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是()A石墨电极周围有大量的钠离子B铁棒质量增加C电子通过熔融电解质流向铁棒D阴极发生氧化反应B 氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na2e=2Na。4某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在如图中，下列有关分析完全正确的是()B 电子由
14、电源的负极流出，故 a 是阴极，d 是正极，溶液中阳离子移向阴极。选项ABCD a 电极阳极阴极阳极阴极d 电极正极正极负极负极Q 离子阳离子阳离子阴离子阴离子5用石墨作电极，在 Na、Cu2、Cl、SO24 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 421 时，电解质是_。解析 惰性电极电解电解质溶液的类型有
15、电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即 Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即 CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为 14，知阳极产生气体为 O2,1 mol O2 转移 4 mol e，金属与电子的物质的量之比为 12，故金属为2 价，即 Cu2，即为 CuSO4。答案(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO4点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!