2020版高中化學(xué)第4章電化學(xué)基礎(chǔ)第3節(jié)電解池課時(shí)1電解原理及其規(guī)律導(dǎo)學(xué)案新人教版選修4.docx

課時(shí)1電解原理及其規(guī)律目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解電解池的構(gòu)造和電解原理。(宏觀辨識(shí)與變化觀念)2.理解電解規(guī)律及電極反應(yīng)和電解方程式的書(shū)寫(xiě)。(科學(xué)探究與模型認(rèn)知)一、電解CuCl2溶液1通電前，CuCl2溶液中存在的離子有Cu2、Cl、H、OH。2工作原理(1)總反應(yīng)：CuCl2CuCl2。(2)電流方向：電源正極陽(yáng)極陰極電源負(fù)極。(3)電子流向：陽(yáng)極電源正極，電源負(fù)極陰極。3CuCl2溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是CuCl2電解的過(guò)程，就是在陰、陽(yáng)兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。二、電解和電解池1電解的概念使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。2電解裝置電解池(1)概念：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。(2)構(gòu)成條件兩個(gè)電極：陽(yáng)極與電源正極連接；陰極與電源負(fù)極連接。電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。直流電源。構(gòu)成閉合回路。(3)工作原理電極反應(yīng)類(lèi)型陽(yáng)極氧化反應(yīng)；陰極還原反應(yīng)。電子流向：電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極。電流方向：電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極。離子流向：陽(yáng)離子陰極；陰離子陽(yáng)極。陰、陽(yáng)離子在電解過(guò)程中的移動(dòng)方向與在原電池中的移動(dòng)方向有什么區(qū)別和聯(lián)系？答案原電池中，陽(yáng)離子移向正極；陰離子移向負(fù)極；電解池中，陽(yáng)離子移向陰極；陰離子移向陽(yáng)極。 即陽(yáng)離子都是移向發(fā)生還原反應(yīng)的電極，陰離子都是移向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)電解與電離均需要通電才可發(fā)生的。()(2)電解CuCl2溶液，Cu2放電發(fā)生氧化反應(yīng)。()(3)電解池的陽(yáng)極與原電池的負(fù)極電極反應(yīng)類(lèi)型相同。()(4)電解過(guò)程中電子流向?yàn)樨?fù)極陰極陽(yáng)極正極。()答案(1)(2)(3)(4)2用石墨電極電解CuCl2溶液(見(jiàn)右圖)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負(fù)極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu22e=CuD通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體答案A3惰性電極電解NaCl溶液，陰極反應(yīng)式為_(kāi)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)，Cl移向_極。答案2H2e=H22Cl2e=Cl2陽(yáng)電解原理1電解原理示意圖2電解池的陰極、陽(yáng)極的判斷方法1如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷正確的是 ()Aa為負(fù)極、b為正極Ba為陽(yáng)極、b為陰極C電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加D電解過(guò)程中，氯離子濃度不變C電流從電源的正極流出，因此a為正極，b為負(fù)極，則c為陽(yáng)極，d為陰極。電解CuCl2溶液電極反應(yīng)為陽(yáng)極(c電極)：2Cl2e=Cl2，陰極(d電極)：Cu22e=Cu，故C項(xiàng)正確。電解規(guī)律1電解產(chǎn)物的判斷方法2惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類(lèi)型實(shí)例電解質(zhì)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)濃度pH值電解質(zhì)溶液復(fù)原方法陰極陽(yáng)極電解水型NaOH可溶性強(qiáng)堿4H4e=2H24OH4e=2H2OO2增大增大加水H2SO4含氧酸增大減小加水Na2SO4活潑金屬含氧酸鹽增大不變加水電解電解質(zhì)型HCl無(wú)氧酸2H2e=H22Cl2e=Cl2減小增大通氯化氫CuCl2不活潑金屬無(wú)氧酸鹽Cu22e=Cu減小增大加氯化銅放H2生堿型NaCl活潑金屬無(wú)氧酸鹽2H2e=H2生成新電解質(zhì)增大通氯化氫放O2生酸型CuSO4不活潑金屬含氧酸鹽Cu22e=Cu4OH4e=2H2OO2生成新電解質(zhì)減小加氧化銅注意：惰性電極電解電解質(zhì)溶液后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度，需加適量的某物質(zhì)時(shí)，遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則，所加物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。2如圖為直流電源電解稀Na2SO4溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是 ()A逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色D電解Na2SO4溶液時(shí)，a為陰極：4H4e=2H2，b為陽(yáng)極：4OH4e=O22H2O；a極周?chē)捎贖放電溶液呈堿性，石蕊溶液顯藍(lán)色，b極周?chē)捎贠H放電溶液呈酸性，石蕊溶液顯紅色。3用惰性電極電解足量的下列溶液，一段時(shí)間后，再加入一定量的另一種物質(zhì)(方括號(hào)內(nèi))，不能使溶液與原來(lái)溶液一樣的是()ACuCl2CuCl2BNaOHH2OCNaClHCl DCuSO4Cu(OH)2DA項(xiàng)，CuCl2CuCl2，故加入CuCl2使CuCl2溶液復(fù)原；B項(xiàng)，實(shí)質(zhì)電解水：2H2O2H2O2，故加水復(fù)原；C項(xiàng)，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，減少的n(H2)n(Cl2)11，故加入HCl復(fù)原；D項(xiàng)，2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，減少Cu、O兩種原子，故不能加入含H元素的Cu(OH)2。判斷電解后溶液酸、堿生成的方法(1)若電解產(chǎn)物只有H2，而無(wú)O2，則陰極生成堿。(2)若電解產(chǎn)物只有O2，而無(wú)H2，則陽(yáng)極生成酸。(3)若電解產(chǎn)物既有O2，又有H2，且二者物質(zhì)的量之比為12，則實(shí)質(zhì)是電解水，陽(yáng)極生成酸，陰極生成堿，最終溶液中無(wú)酸和堿生成。但溶液濃度可能變大。1下列有關(guān)電解池的說(shuō)法正確的是()A在電解池中與外接電源負(fù)極相連的電極是陽(yáng)極B電解任何物質(zhì)陽(yáng)極上失電子數(shù)與陰極上得電子數(shù)相等C電解氯化銅溶液時(shí)在陰極上有氣體生成D電解NaCl、CuCl2兩種溶液參加反應(yīng)的物質(zhì)是相同的B在電解池中，與負(fù)極相連的是陰極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解氯化銅時(shí)陽(yáng)極上有氯氣生成，陰極上有銅析出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解NaCl溶液時(shí)水參加了反應(yīng)，而電解CuCl2溶液水沒(méi)有參加反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2用惰性電極電解Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時(shí)間陰極和陽(yáng)極上析出的物質(zhì)分別是()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2 DCu和O2答案B3如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈藍(lán)色。下列說(shuō)法中不正確的是()Ax是正極，y是負(fù)極Ba極產(chǎn)生氫氣，b極生成I2Ca極和Pt電極都有氣泡產(chǎn)生DU形管中溶液的堿性增強(qiáng)Ab極附近溶液呈藍(lán)色b極生成I2，即確定b極發(fā)生反應(yīng)2I2e=I2，則b極是陽(yáng)極，x是負(fù)極，y是正極，a極H放電，發(fā)生反應(yīng)2H2e=H2，產(chǎn)生氫氣，U形管中總反應(yīng)式為2KI2H2O2KOHH2I2，溶液的堿性增強(qiáng)，故A錯(cuò)誤，B、D正確；石墨為陰極，鉑為陽(yáng)極，電極反應(yīng)分別是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2，C正確。4用石墨棒作電極，在Na、Cu2、Cl、SO等離子中選出適當(dāng)離子組成電解質(zhì)，電解其溶液，寫(xiě)出符合條件的一種電解質(zhì)的化學(xué)式：(1)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是_。(2)當(dāng)陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是_。(3)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出Cl2時(shí)，電解質(zhì)是_。(4)通過(guò)電子的物質(zhì)的量與陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽(yáng)極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為421時(shí)，電解質(zhì)是_。解析惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類(lèi)型有電解水型、電解電解質(zhì)型、放氫氣生堿型和放氧氣生酸型。再根據(jù)陰、陽(yáng)離子在電極的放電順序判斷。(1)陰極有H2生成，陽(yáng)極有O2生成，實(shí)質(zhì)為電解水，故電解質(zhì)是活潑金屬的含氧酸鹽，即Na2SO4。(2)實(shí)質(zhì)為放氧氣生酸型，即電解質(zhì)為不活潑金屬的含氧酸鹽，即CuSO4。(3)實(shí)質(zhì)為放氫氣生堿型