1、第1章 化学反应与能量转化第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)自 主 预 习 探 新 知 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、。通电后离子的运动方向：阳离子(填离子符号)移向电极；阴离子(填离子符号)移向电极。电极上发生的变化：铁电极：，石墨电极：。ClNa铁NaCl石墨2Na2e=2Na2Cl2e=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
2、和Cl2。2基本概念(1)电解：让 通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。(2)电解池定义：将 转化为 的装置。构成条件：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 。闭合回路直流电氧化还原电能化学能直流(3)电极阳极发生 反应的电极(与电源正极相连)阴极发生 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。还原氧化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
3、的阴极。()(2)用惰性电极电解 NaCl 溶液时可以得到 Na 和 Cl2。()(3)电解池工作时，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，NO3 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 B
4、A B A3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。核 心 突 破 攻 重 难 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)
5、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：_；总反应方程式：_。(4)KCl 溶液：阴极：_；阳极：_；总反应方程式：_。答案(1)4H4e=2H2 4OH4e=2H2OO2 2H2O=通电 2H2O2(2)Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2 CuCl2=通电 CuCl2(3)2Cu24e=2Cu 4OH4e=2H2OO2 2CuSO42H2O=通电 2CuO22H2SO4(4)2H 2e=H2 2Cl 2e=Cl2 2KCl 2H2O=通电 2KOHH2Cl21若是水电离出
6、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
7、上析出的物质分别是()AH2 和 Cl2 BCu 和 Cl2CH2 和 O2DCu 和 O2B 溶液中的离子有 H、Cu2、Na及 SO24、NO3、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：2Cl2e=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 HClHCl减少增大加 HCl 电解电解质型电解质的离子放电CuCl2CuCl2减少加 CuCl2 NaOHH2O增大增大加 H2O H2SO4H2O增大减小加 H2O 电解水型阳极 OH放电，阴极
8、H放电Na2SO4、KNO3H2O增大不变加 H2O NaCl 加 HCl 放出氢气生成碱型阴极 H放电KBr电解质和水 部分离子浓度减少 增大 加 HBr AgNO3 加 Ag2O 放出氧气生成酸型阳极OH放电CuSO4电解质和水 部分离子浓度减少 减小 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 Cu(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
9、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 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
10、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 11D A 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，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
11、(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()AAgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2BKCl Na2SO4 CuSO4CCaCl2 KOH NaNO3DHCl HNO3 K2SO4答案 B 当 堂 达 标 提 素 养 1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
12、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()AAgNO3 BNa2SO4CCuCl2DKClC 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：4AgNO32H2O=通电4AgO24HNO3，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按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标 x 表示通过
13、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、H2SO
14、4CNaOH、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 NO3、SO24、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 SO24、NO3，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 NO3、SO24，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点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!