18-19-第4章-第3节-课时1-电解原理.doc

1、第三节电解池课时1电解原理学习目标：1.通过探究电解原理的实验，了解电解池的构造和电解的概念。(重点)2.以物质的变化视角，分析电解工作原理和规律，书写电极反应方程式。(难点)自 主 预 习探 新 知一、电解CuCl2溶液1通电前，CuCl2溶液中存在的离子有Cu2、Cl、H、OH。2工作原理(1)总反应：CuCl2CuCl2。(2)电流方向：电源正极阳极阴极电源负极。(3)电子流向：阳极电源正极，电源负极阴极。3CuCl2溶液导电的过程就是CuCl2电解的过程，就是在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。二、电解原理1电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2电解池：在外

2、加电源的作用下，将电能转变成化学能的装置。3电解池的两极：阳极与电源正极相连，发生氧化反应。阴极与电源负极相连，发生还原反应。4构成电解池的条件：直流电源；两个电极；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。5离子的定向移动：阴离子移向阳极；阳离子移向阴极。6电子的流向：电源负极阴极；阳极电源正极。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)电解池中阳极发生氧化反应。()(2)电解CuCl2溶液时，Cu2向阳极移动。()(3)电解池的阳极与原电池的正极电极反应类型相同。()(4)一定温度下，电解Na2SO4溶液过程中，溶液的pH保持不变。()(5)电解过程中，电极产物O2一定在阳极上生

3、成、H2一定在阴极上生成。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2.用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体A可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源的正负极，并写出电极反应式和反应现象。A.铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu22e=Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。合 作 探 究攻 重 难电解

4、池工作原理1.电解池构成条件直流电源；固体电极；电解质溶液或熔融电解质。与电源正极相连的称为阳极，与电源负极相连的称为阴极。2电解池的工作原理(1)接通直流电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 (2)电解池的阴极、阳极的判断方法对点训练1利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是()Ab电极上发生氧化反应B该装置能将化学能转变成电能C电解质溶液中Cu2从b电极向a电极迁移D若a为铜，则a的电极反应式为Cu2e=Cu2Db与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池

5、，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu2e=Cu2，D项正确。2电解某溶液时，某一电极上有一种刺激性气味的气体产生，下列有关此电解反应的说法不正确的是()A产生这种气体的电极一定是阳极B若另一极上也有气体产生一定是氢气C产生刺激性气味的气体的电极反应是氧化反应D不能判断是哪一极D阴极只可能产生氢气这一种气体，所以产生刺激性气味气体的电极一定是阳极，此气体是氧化反应产物。电解规律思考交流(教师备选)(1)溶液中有多种离子时，怎样判断电极产物？【提示】据阳离子放电顺序判断阴极产物，据电极材料和阴离

6、子放电顺序判断阳极产物。(2)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。(3)若用Cu电极电解稀硫酸，开始电解时的电极反应式和总反应式如何书写？【提示】阳极：Cu2e=Cu2阴极：2H2e=H2总反应式：H2SO4CuCuSO4H2(4)若将等物质的量的CuSO4和MgCl2混合溶于水，对该溶液用惰性电极进行电解，试讨论两个电极可能生成的产物，并写出总反应式。【提示】在此混合溶

7、液中，含有的阳离子放电顺序为Cu2HMg2，阴离子放电顺序为ClOHSO，故开始电解时，阴极上Cu2放电得产物Cu，阳极上Cl放电得Cl2，当Cu2、Cl放电完毕后，阴极上H继续放电得产物H2，阳极上OH放电得产物O2，所以该电解过程可分为两个阶段，总反应式为第一阶段：CuCl2CuCl2第二阶段：2H2O2H2O21电解产物的判断方法2以惰性电极电解电解质溶液的类型类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：4H4e=2H2阳：4OH4e=2H2OO2NaOH水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极

8、放电HCl电解质减小增大通氯化氢CuCl2电解质减小加氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氧化铜对点训练3下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出，符合这一情况的是表中的() 【导学号：80192281】abX溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2A由a电极质量增加可知溶液中阳离子在a电极析出，则a为阴极，X为负极，A正确；B中a电极不析

9、出金属，错误；C中X应为负极，错误；b电极有无色无味气体放出，D错误。4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物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是() 【导学号：80192282】ACuCl2CuCl2BNaOHH2OCNaClHClDCuSO4Cu(OH)2DA项，CuCl2CuCl2，故加入CuCl2使CuCl2溶液复原；B项，实质电解水：2H2O2H2O2，故加水复原；C项，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，减少的n(H2)n(Cl2)11，故加入HCl复原；D项，2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，减少Cu、O两种原子，故不能加入含H元素

10、的Cu(OH)2。当 堂 达 标固 双 基1下列有关电解池的说法正确的是()A在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极B电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等C电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成D电解NaCl、CuCl2两种溶液参加反应的物质是相同的B在电解池中，与负极相连的是阴极，A项错误；电解氯化铜时阳极上有氯气生成，阴极上有铜析出，C项错误；电解NaCl溶液时水参加了反应，而电解CuCl2溶液水没有参加反应，D项错误。2电解下列物质的水溶液时，在阳极无气体放出的是()AAgNO3BCuCl2CNaOHDNa2SDA、B、C项阳极分别放出O2、Cl2、O2，D项阳极生成S单质，故选

11、D。3如图所示，铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，下列说法正确的是()A构成原电池时，Cu极反应式为Cu2e=Cu2B构成电解池时，Cu极质量可能减少也可能增加C构成电解池时，Fe极质量一定减少D构成的原电池或电解池在工作时的反应原理一定不同B用导线将两极直接相连构成原电池，此时发生的反应为FeCu2=Fe2Cu，Fe极作负极，发生的电极反应为Fe2e=Fe2，Cu极作正极，发生的电极反应为Cu22e=Cu，A项错误。若接通直流电源构成电解池，有两种情况：(1)铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu22e=Cu，铜与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Cu2e=Cu2

12、；(2)铜与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu22e=Cu，铁与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Fe2e=Fe2，此时的电解总反应为FeCu2Fe2Cu，反应的原理和构成原电池时一样。综上分析，B项正确，C、D项错误。拓展延伸一个自发进行的氧化还原反应，既可被设计成原电池又可被设计成电解池，非自发进行的氧化还原反应只能被设计成电解池。4下图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时在b、c两极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：(1)c为_极，写出c电极上的电极反应

13、式：_，c极收集到的气体体积在标准状况下为 _L。(2)b为_极，写出b电极上的电极反应式：开始时是_，后来是_。(3)原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为_molL1。【解析】(1)连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c作阳极，阴离子在阳极失电子，放电能力OHNO，则OH先失电子，反应式为4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=4HO2，d极作阴极，其反应式为Age=Ag，析出2.16 g银单质，整个电路转移电子0.02 mol，故产生氧气0.02 mol0.005 mol，其在标准状况下的体积V(O2)0.005 mol22.4 Lmol10.112 L。 (2)b作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2先得电子，其反应式：Cu22e=Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H得电子，其反应式：2H2e=H2或2H2O2e=H22OH。(3)bc两极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n(Cu2)0.01/2 mol0.005 mol，故c(CuCl2)0.005/(50103)molL10.10 molL1。【答案】(1)阳4OH4e=2H2OO20.112(2)阴Cu22e=Cu2H2e=H2或2H2O2e=H22OH(3)0.10