化學 第四章 電化學基礎 第三節(jié) 電解池 第1課時 電解原理 新人教版選修5

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1、第1課時電解原理第四章第三節(jié)電解池學習目標定位1.會描述電解池的工作原理，能正確書寫電解池的電極反應式和總反應方程式。2.熟悉電解規(guī)律和電解產物的判斷方法。新知導學達標檢測內容索引新知導學1.電解氯化銅溶液實驗探究電解氯化銅溶液實驗探究(1)按右圖所示裝置完成實驗，并填寫下表。一、電解原理實驗現象實驗結論電流表指針發(fā)生偏轉_與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層_說明電解質溶液導電，形成閉合回路紅色物質析出金屬銅與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰坃變藍產生了氯氣(2)實驗原理分析氯化銅溶液中存在的離子有 ，通電前這些離子在溶液中作自由運動。通電時在電場的作用下，溶液中

2、的離子作 ，即 趨向a極， 趨向b極。a極電極反應式是，b極電極反應式是，總反應式是 。結論：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的 過程。Cu2、Cl、H、OH定向運動Cl、OHCu2、H2Cl2e=Cl2Cu22e=Cu電解2.電解和電解池電解和電解池(1)電解：使電流通過 而在兩個電極上引起反應的過程。(2)電解池：在外加電源的作用下，將 轉化為 的裝置。(3)電解池的電極名稱陰極：與電源 相連的電極，發(fā)生 反應；陽極：與電源 相連的電極，發(fā)生 反應。電解質溶液或熔融電解質氧化還原電能化學能負極還原正極氧化(4)電解池的構成條件：具有直流電源；兩個電極(陰極、陽極)；電解質溶液或熔融電解

3、質；形成閉合回路。(5)電子和離子移動方向電子：從電源 流向電解池的 ，從電解池的 流向電源的 。離子：陽離子移向電解池的 ；陰離子移向電解池的 。負極陰極陽極正極陰極陽極電解質溶液導電與金屬導電的不同電解質溶液導電與金屬導電的不同(1)電解質溶液導電實際上是電解過程，發(fā)生氧化還原反應，是化學變化。(2)金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動，是物理變化。歸納總結歸納總結例例1如下圖所示裝置中，屬于電解池的是答案解析解析解析根據電解池的構成條件進行判斷：裝置A、B、D中無直流電源，裝置D中不能形成閉合回路，A、B、D不能形成電解池。例例2如圖是電解氯化銅溶液的裝置，其中c、d為石墨電

4、極，則下列有關判斷正確的是A.a為負極，b為正極B.a為陽極，b為陰極C.電解過程中，d電極質量增加D.電解過程中，氯離子濃度不變答案解析解析解析由圖示電流方向可知， a是電源正極，b是電源負極；則c是電解池的陽極，電極反應為2Cl2e=Cl2，溶液中氯離子不斷減少；d是電解池的陰極，電極反應為Cu22e=Cu，d電極質量不斷增加。方法點撥電解池陰極和陽極的判斷依據電解池陰極和陽極的判斷依據1.電極反應規(guī)律電極反應規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活潑電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：AgCu2HPb2Fe2Zn2(2)陽極：溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化

5、，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電順序：活潑金屬陽極S2IClOH含氧酸根。二、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律2.酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律(惰性電極惰性電極)用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚弘娊赓|及類別電極反應式電解物質pH變化溶液復原方法電解水型H2SO4含氧酸陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2H2O_加入_NaOH強堿_Na2SO4活潑金屬的含氧酸鹽_減小增大不變H2O電解電解質型HCl無氧酸陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2_加入_CuCl2不活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl2e=Cl2陰極：Cu22e=Cu_ 加入

6、_HCl增大HClCuCl2CuCl2放H2生堿型NaCl活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2_ _加入_放O2生酸型CuSO4不活潑金屬的含氧酸鹽陽極：4OH4e=O22H2O陰極：2Cu24e=2Cu_加入_NaCl、H2O增大HClCuSO4、H2O減小CuO或CuCO3歸納總結歸納總結分析電解問題的基本方法思路分析電解問題的基本方法思路(1)確定電解池的陰、陽兩極，判斷陽極是惰性電極還是活潑電極。(2)分析通電前溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H和OH)。(3)通電后陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，判斷兩極上的放電順序。(4)確定電極產物，書寫電極反應

7、式(注意遵循原子守恒和電荷守恒)。(5)分析電解時的相關變化，如兩極現象、水的電離平衡移動、離子濃度的變化、pH變化等。例例3判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)用石墨作陽極、鐵作陰極分別電解稀硫酸和硫酸鈉溶液時，它們陰極和陽極的產物都相同( )(2)用石墨作電極電解氯化鈉和硫酸銅的混合液，最初一段時間陰極和陽極析出的物質分別是銅和氯氣( )(3)用石墨作電極電解熔融氯化鈉的陰極反應式為Nae=Na( )(4)用石墨作陰極、銅作陽極電解硫酸銅溶液的陽極反應式為4OH4e=O22H2O( )答案答案易錯警示判斷電極產物注意事項判斷電極產物注意事項(1)先看陽極材料，若為活性電極，則陽極材

8、料被溶解；若為惰性電極，則根據陰離子的放電順序判斷誰先放電，且注意溶液中OH的存在。(2)不論陰極是什么材料，都按照陽離子放電順序判斷誰先放電，并注意溶液中H的存在。(3)注意電解物質的狀態(tài)，是電解質溶液還是熔融電解質。例例4用石墨作電極，電解碘化鉀溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍色 D.溶液的pH減小答案解析解析解析用石墨作電極，電解碘化鉀溶液類似于電解氯化鈉溶液，陽極反應式為2I2e=I2，陽極附近溶液變藍色；陰極反應式為2H2e=H2，陰極有氫氣逸出，附近溶液氫氧根濃度增大呈堿性，溶液變紅色。例例5用惰性電極電解下列

9、溶液一段時間后再加入一定量的某種物質(方括號內物質)，能夠使溶液恢復到原來的成分和濃度的是A.AgNO3AgNO3 B.NaOHH2OC.NaClNaCl D.CuSO4Cu(OH)2答案解析解析解析選項A，電解硝酸銀溶液時，氫氧根離子和銀離子分別在陽極和陰極放電，要使其復原，需加入適量的氧化銀；選項B，電解氫氧化鈉溶液時，氫氧根離子和氫離子分別在陽極和陰極放電，要使其復原，需加入適量的水；選項C，電解氯化鈉溶液時，氯離子和氫離子分別在陽極和陰極放電，要使其復原，需通入適量的氯化氫；選項D，電解硫酸銅溶液時，氫氧根離子和銅離子分別在陽極和陰極放電，要使其復原，需加入適量的氧化銅。方法點撥電解后

10、要使電解質溶液復原，須加入適量的某物質，該物質一般是陽極產物和陰極產物的化合物。即“出來什么、加入什么”。學習小結達標檢測1.下列關于電解池工作原理的說法中，錯誤的是A.電解池是一種將電能轉變成化學能的裝置B.電解池中發(fā)生的反應是非自發(fā)的氧化還原反應C.電解池工作時，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應D.與原電池不同，電解池放電時，電極本身不會參加電極反應答案1234562.在某電解質溶液里，用M和N作電極，通電一段時間后，發(fā)現M極質量減小，N極質量增大，符合這一情況的是A.電解質溶液是稀硫酸B.金屬M是陽極，金屬N是陰極C.M和N是石墨電極D.M是陰極，N是陽極解析解析由題意可知，M極溶解，

11、發(fā)生氧化反應，為陽極；N極質量增加，有金屬單質在N極上析出，發(fā)生還原反應，為陰極；電解質溶液為鹽溶液，M為金屬電極。答案解析123456答案123453.用石墨作電極電解氯化銅溶液，下列說法正確的是A.在陽極上析出金屬銅B.在陰極上析出金屬銅C.在陰極上產生有刺激性氣味的氣體D.陽極上發(fā)生還原反應解析解析解析根據電解原理，陽極發(fā)生氧化反應：2Cl2e=Cl2，陽極上放出有刺激性氣味的氯氣；陰極發(fā)生還原反應：Cu22e=Cu。64.(2017南陽一中高二期末)用惰性電極電解物質的量濃度相同、體積比為31的硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，不可能發(fā)生的反應有答案解析123456123456123455.用

12、石墨作陽極、鐵棒作陰極電解熔融的氯化鈉，下列說法正確的是A.石墨電極周圍有大量的鈉離子B.鐵棒質量增加C.電子通過熔融電解質流向鐵棒D.陰極發(fā)生氧化反應答案解析解析解析氯離子移向陽極，發(fā)生氧化反應：2Cl2e=Cl2；鈉離子移向陰極，發(fā)生還原反應：2Na2e=2Na。612345答案解析Na2SO4解析解析惰性電極電解電解質溶液的類型有電解水型、電解電解質型、放氫氣生堿型和放氧氣生酸型。再根據陰、陽離子在電極的放電順序判斷。陰極有H2生成，陽極有O2生成，實質為電解水，故電解質是活潑金屬的含氧酸鹽，即Na2SO4。61234答案解析解析解析實質為放氧氣生酸型，即電解質為不活潑金屬的含氧酸鹽，即CuSO4。56(2)當陰極析出金屬，陽極放出O2時，電解質是_。CuSO4解析解析實質為放氫氣生堿型，即電解質為活潑金屬的無氧酸鹽，即NaCl。(3)當陰極放出H2，陽極放出Cl2時，電解質是_。NaCl解析解析由陽極生成氣體和轉移電子的物質的量之比為14，知陽極產生氣體為O2，1 mol O2轉移4 mol e，金屬與電子的物質的量之比為12，故金屬為2價，即Cu2，即為CuSO4。(4)通過電子的物質的量與陰極析出的金屬的物質的量、陽極放出的氣體的物質的量之比為421時，電解質是_。CuSO4