2022年2022年高中化學電解池

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載電解池編稿：喬震審稿：祝鑫責編：宋杰【本節(jié)學習目標】1.知道電解池的形成條件,正確表達電解原理；2.能正確判定電解池的陰.陽極；3.能正確書寫電極反應式和電解反應方程式；4.明白氯堿工業(yè).電鍍工業(yè).電冶金工業(yè)的化學原理；學習重點： 懂得電解原理和以電解cucl2 溶液為例得出惰性電極作陽極時的電解的一般規(guī)律學習難點：懂得電解原理（本質(zhì)）【學問要點梳理】學問點一：電解原理：（通過外接電源將電能轉變成化學能）1.試驗探究：試驗一試驗二試驗三精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載試驗一：將兩根碳棒分別插進裝有cucl2 溶液的u型管兩端,浸入1 分鐘后,觀看

2、現(xiàn)象；試驗二：用導線連接兩根碳棒后,并接上電流計,再分別插進裝有cucl2 溶 液 的 u型管的兩端,觀看電流計指針為否偏轉和兩極的變化；試驗三：在裝有cucl 2 溶液的 u 型管兩端,插入兩根碳棒作電極,并接上電流計,接通 12v 的直流電源,把潮濕淀粉碘化鉀試紙放在與直流電源正極相連的電極鄰近后,觀察 u 型管內(nèi)兩極.溶液顏色.試紙顏色的變化和電流計指針為否偏轉；試驗現(xiàn)象及分析：試驗一.二都無現(xiàn)象,試驗三中與電源的負極相連的碳棒上有一層紅色的固體析出,說明有銅生成；與電源的正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生,并有刺激性氣味,使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變成了藍色,說明有氯氣生成；電流計指針發(fā)生偏2+轉

3、,說明電解質(zhì)溶液導電；溶液的顏色逐步變淺,說明cu 的濃度逐步減??；試驗留意事項：試驗完畢后,把沾有濃naoh溶液的棉花塞在u 型管兩端,吸取有害氣體；小結： 通過以上三個試驗,得出結論：cucl2 溶液通電時發(fā)生了化學變化,生成了cu和 cl 2,電流的作用為這種化學變化的直接緣由和動力；2.電解池：電解池的定義：借助于電流在兩極發(fā)生氧化仍原反應的裝置,叫電解池或電解槽；電解池就為一種把電能轉化為化學能的裝置；電解池的電極名稱：電解池的兩極由電極與電源正.負極的連接情形直接判定；陰極：與電源的負極相連的電極；吸引溶液中的陽離子.得電子.仍原反應；陽極：與電源的正極相連的電極,吸引溶液中的陰離

4、子.失電子.氧化反應；說明：陽極有惰性電極和活性電極之分,隋性電極只導電,不參與氧化仍原反應c.pt .au ；活性電極既導電又參與氧化仍原反應cu .ag 等 ；電解池的組成：直流電源.電極.電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì),用導線連接成閉合電路；電解池的工作原理：在外加直流電源的作用下,使電解質(zhì)溶液中的離子在陰陽兩極引起氧化仍原反應的過程,稱為電解；電解質(zhì)導電的過程就為電解；電子從電源的負極流向電解池的陰極,溶液中的離子分別向兩極做定向移動,陰極精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2+2+吸引溶液中的陽離子cu .h , cu 在陰極上得電子仍原為銅；陽極吸引溶液中的陰離子精品學習資料精

5、選學習資料 - - - 歡迎下載-cl . oh,cl-在陽極上失電子氧化為氯原子,氯原子結合成氯分子,失去的電子沿導線流精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載回電源正極,從而構成閉合回路；這就為電解原理；通電時,陰離子移向陽極,在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應；陽離子移向陰極,在陰極得到電子發(fā)生仍原反應；2+-+-精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載通電前： cucl2=cu 2clh2oh+oh（電離）做無規(guī)章運動精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2+2+-精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載通電后： 與電源負極相連的碳棒吸引溶液中的陽離子（ cu .

6、h ） cu 2e生仍原反應）= cu（ 發(fā)精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載與電源正極相連的碳棒吸引溶液中的陰離子（cl化反應）總反應式： cucl2cu+cl23.離子的放電次序：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電-.oh） 2cl-2e= cl 2（發(fā)生氧精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載電解通電時,電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極,在陰極區(qū)氧化性強 的微粒先得電子,被仍原；同時,電子又從電解池的陽流出,沿導線流回電源的正極,即在陽極區(qū) 仍原性強 的微粒（包括電極）先失電子被氧化；陰極：陽離子在陰極上的放

7、電次序（得電子）大體可參照金屬活動性次序來推斷；位于金屬活動性次序表后面的金屬,其對應的陽離子越易得到電子；無論活性電極仍為 惰性電極都不參與反應,參與反應的為溶液中的陽離子；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載+2+3+2+2+2+2+2+3+2+2+精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載ag > hg> fe> cu>h > pb>sn>fe>zn>al>mg >na>ca>k精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載位于前邊的氧化性強的微粒優(yōu)先得到電子；陽極：當電極材料（陽極）為pt或 c

8、 時,仍原性特別弱,此條件不被氧化,稱為惰性電極；當電極材料（陽極）為易被氧化,稱為活性電極；cu 等金屬（除了pt 和 c）,仍原性強,易失電子、如陽極為活潑或較活潑金屬時,一般為電極的金屬失去電子,而不為電解液中陰離子放電；-如陽極為惰性電極時,陰離子在陽極上的放電次序（失e ）3434s2- >i - >br- >cl- >oh- >no- >so2- 等含氧酸根離子>f - so 2- /mno - >oh- 位于前邊的仍原性強的微粒優(yōu)先失去電子；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載說明：+2+2+3+2-2-1 活潑金屬離子k

9、 .ca .na .mg .al在溶液中不會得到電子；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載-2f.so4.co3.no3 等在溶液中不會失去電子；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載(3) 當離子濃度相差較大時,放電次序要發(fā)生轉變,當 zn 2+>>h + 或fe 2+>>h + 時,2+2+zn .fe 先得電子而h 后得電子；(4) 石墨和金屬鉑為惰性電極,不會得失電子；學問點二：電解原理的應用1.電解飽和食鹽水：+用一根碳棒作陽極,一根鐵棒作陰極,電解飽和食鹽水；溶液中存在的離子有na .-+-+-精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載

10、cl .h .oh；依據(jù)放電的先后次序,h na .cl oh,陽極電極反應式為2cl -2e=cl 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載+-, 陰極電極反應式為2h +2e =h2；總反應式為： 2nacl+2h2oh2 +cl 2 +2naoh；其中 h2 .naoh為陰極產(chǎn)物,cl 2 為陽極產(chǎn)物；如電解前向溶液中滴加酚酞,隨著電解反應的進行,溶液顏色由無色變?yōu)榧t色,兩極極板上都有氣體產(chǎn)生；2.銅的電解精煉：應用電解原理,進行粗銅的提純；粗銅作陽極,純銅作陰極,用cuso4 溶液 含銅離子的電解質(zhì)溶液 作電解液；2+-2+電極反應：陰極：cu 2e cu陽極： cu 2e c

11、u比銅活潑的金屬雜質(zhì)以陽離子形式進入溶液中；比銅不活潑的金屬雜質(zhì) 金銀等珍貴金屬 形成陽極泥,沉積在陽極底部；說明：電解精煉銅過程中cuso4 溶液的濃度基本不變3.電鍍銅：如把陰極精銅棒換成鐵棒,電解過程不變,但不為精煉銅了,而叫電鍍銅；電鍍：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程；電鍍材料的挑選：陰極鍍件陽極鍍層金屬電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載電鍍過程的特點：犧牲陽極；電鍍液的濃度（嚴格說為鍍層金屬離子的濃度）保+-持不變；在電鍍的條件下,水電離產(chǎn)生的h. oh一般不放電；實例：在鐵制品上鍍銅：陽極銅陰極鐵制品電鍍液 cuso

12、4 溶液2+-2+陰極： cu +2e cu陽極： cu-2e cu留意：電鍍的目的為使金屬增強抗腐蝕才能,增加美觀和表面硬度,但假如鍍層被破壞,會增加金屬的腐蝕速率；4.電冶金：用來冶煉活潑的金屬（適用范疇：活潑金屬kal） 例：電解熔融氯化鈉：2nacl 熔融 2na+cl2-+-精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載陽極： 2cl-2e =cl 2陰極： 2na +2e =2na精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載冶煉鋁 al 2o3 ：2al 2o34al+3o 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2-陽極： 6o-12e3+=3o2陰極： 4al+ 12

13、e-=4al精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載留意：工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁但不能用alcl 3,緣由就為alcl 3 為 共價化合物,熔融狀態(tài)下不導電； 規(guī)律方法指導 一.電解與電離的區(qū)分：電離電解條件電解質(zhì)溶于水或受熱熔化狀態(tài)電解質(zhì)電離后再通直流電精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載過程電解質(zhì)電離成為自由移動的離子陰陽離子定向移動,在兩極上失得電子成為原子或分子精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載特點只產(chǎn)生自由移動的離子發(fā)生氧化仍原反應生成了新物質(zhì)聯(lián)系電解必需建立在電離的基礎上精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載二.溶液導電與金屬導電的區(qū)

14、分：從做定向移動的微粒和為否發(fā)生化學變化兩個角度比較：金屬導電為自由電子的定向移動,電解質(zhì)溶液導電為陰.陽離子的定向移動；金屬導電為物理變化,電解質(zhì)溶液導電為非自發(fā)的化學變化；溫度越高,金屬導電性越弱.電解質(zhì)溶液導電性越強；電解質(zhì)溶液電解的過程就為電解質(zhì)溶液導電的過程,電解質(zhì)溶液導電的同時必定發(fā)生非自發(fā)的氧化仍原反應；三.原電池與電解池的比較及判定原電池電解池能量轉換化學能轉化為電能電能轉化為化學能精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載離子的遷移方向陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載發(fā)生氧化反應的電極負極陽極

15、連接電源正極發(fā)生仍原反應的電極正極陰極 連接電源負極相同點 從原理分析 都為氧化仍原反應池型的判定：有外接電源為電解池,無外接電源為原電池；多池組合時,一般含活潑金屬的池為原電池,其余都為在原電池帶動下的電解池；電極的判定：原電池看電極材料,電解池看電源的正負極連接次序；四.電解池電極反應規(guī)律（陽氧陰仍）陰極： 得電子, 仍原反應； 電極本身不參與反應,肯定為電解質(zhì)溶液中陽離子“爭”得電子陽極：失電子,氧化反應；如為金屬（非惰性）電極,電極失電子；如為惰性電極,電解質(zhì)溶液中陰離子“爭”失電子五.電解規(guī)律：依據(jù)離子的放電次序,采納惰性電極電解酸堿鹽的水溶液時的規(guī)律；1.電解水型：電解某些含氧酸.

16、強堿及活潑金屬的含氧酸鹽的水溶液時,實質(zhì)為電解水； 例：h2so4.精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載hno3.koh.naoh.na2 so4.kno3.na2co3 等物質(zhì)的水溶液；電解完后加水可使溶液復原原樣；2h2o2h2 +o2說明：電解水時加硫酸或氫氧化鈉增強導電性,不影響水的電解；電解硫酸和氫氧化鈉時由于氧氣溶解度大于氫氣,h2 和 o2 之比大于22.電解溶質(zhì)型：電解不活潑金屬無氧酸鹽.無氧酸的水溶液時,實質(zhì)為電解電解質(zhì)本身；電解完后加入溶質(zhì)可使溶液復原原樣；例： 2hclh2 +cl 2cucl 2cu+cl23.放氧生酸型：+電解不活潑金屬的含氧酸鹽的水溶液時,

17、陽極產(chǎn)生氧氣,同時生成h ,陰極析出不活潑金屬,電解質(zhì)和水都參與反應；例：cuso4.agno3.cuno3 2 等物質(zhì)的水溶液；2cuso4+2h2o2cu+o2 +2h2so4電解完后加入cuo或 cuco3 可使溶液復原原樣；4.放氫生堿型：電解活潑金屬（k.ca.na）的無氧酸鹽的水溶液時,陰極產(chǎn)生氫氣,陽極析出非金屬單質(zhì),電解質(zhì)和水都參與反應；例：nacl. kbr.bacl 2 等物質(zhì)的水溶液；2nacl+2h2oh2 +cl 2 +2naoh電解完后加入hcl 可使溶液復原原樣；六.電極反應式的書寫分析溶液中存在的全部離子（包括水的電離）.并分成陽離子組和陰離子組；依據(jù)放電規(guī)律,

18、陽離子在陰極發(fā)生仍原反應,而陰離子在陽極發(fā)生氧化反應,完成電極反應式；（留意得失電子守恒）由陰陽兩電極反應式,合并得總反應式；如已知一個電極反應式,可用總式減去已知的電極反應式,得另一電極反應式；留意：弱電解質(zhì)必需保持分子形式； 經(jīng)典例題透析 類型一：電解原理.電極的判定題 1.圖中 x.y 分別為直流電源的兩極,通電后發(fā)覺 a 極板質(zhì)量增加, b 極板有無色無臭氣體放出, 符合 a 極板 b 極板 x 電極 z 溶液的為 （）a.鋅石墨負 極 cuso4精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載b.石墨石墨負 極 naohc.銀鐵正 極 agno3d.銅石墨負 極 cucl 2思路點撥

19、: 考查電極的判定的學問,敏捷運用題目所給信息；解析： 依據(jù)兩電極質(zhì)量的變化可判定出陰陽極； 質(zhì)量增加的肯定為陰極； a 極質(zhì)量增加, a 為陰極,即 x 極為負極,且電解液需有不活潑金屬的陽離子,所以只能從a . d中選；在 b 極板上有無色無臭氣體放出, d不符合（放出 cl 2）,所以只有 a 正確；【答案】 a總結升華：在電解池中,陰極：得電子,發(fā)生仍原反應,電極本身不參與反應,肯定為電解質(zhì)溶液中陽離子“爭”得電子；陽極：失電子,氧化反應,如為金屬（非惰性）電極,電極失電子,如為惰性電極,電解質(zhì)溶液中陰離子“爭”失電子；舉一反三：【變式 1】某電解池內(nèi)盛有cuno3 2 溶液,插入兩根

20、電極,接通直流電源后,欲達到如下要求：（1）陽極質(zhì)量不變；（的電極為（）2）陰極質(zhì)量增加；（3）電解液ph 減小,就應選用a.陰極兩極都用石墨c.鐵作陽極銅作陰極b .銅作陽極鐵作陰極d.鉑作陽極銅作陰極解析：依據(jù)題目要求：陽極挑選惰性電極.溶液中有不活潑金屬的陽離子,電解實質(zhì)為放氧生酸；【答案】 ad【變式2】用石墨作電極, 電解 1mol/l 以下物質(zhì)的溶液, 溶液的 ph 保持不變的為 （）a.hclb .naohc.na2so4d .nacl【答案】 c考查電解的實質(zhì)類型二：電解后溶液濃度的變化題 2.用惰性電極電解以下溶液,電解一段時間后,陰極質(zhì)量增加,電解液的ph 下降的為（）a.

21、cucl2b .agno3c.bacl 2d .h2so4思路點撥 : 考查電解的實質(zhì)；解析： a 項為電解溶質(zhì),b 項為放氧生酸,c項為放氫生堿,d項為電解水；【答案】 b總結升華：做題的思路：明確溶液中存在那些離子；陰陽兩極鄰近有那些離子；依據(jù)陽極氧化.陰極仍原分析得出產(chǎn)物；依據(jù)原溶液的酸.堿性和電極產(chǎn)物可對電解后溶液的 ph 的變化作出正確的判定；如電極產(chǎn)物只有h2 而無 o2,就 ph 變大；如電極產(chǎn)物只有 o2 而無 h2,就 ph 變?。蝗珉姌O產(chǎn)物既有o2 又有 h2,原溶液呈酸性,就ph 變小,原溶精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載液呈堿性就ph 變大,原溶液呈中性,

22、就ph 不變；舉一反三：【變式 3】常溫時,將500 mlph=5 的 cuso4 溶液用石墨電極電解一段時間,測得溶液的 ph 變?yōu)?2,如使溶液的濃度.ph 與電解前相同,可采納的方法（）；a.向溶液中加入0.245g cuoh 2b.向溶液中加0.31g cuso 4c.向溶液中加0.0025 mol h2so4 并加熱d.向溶液中加0.2g cuo【答案】 d類型三：有關電解的運算題 3.在 25時,將2 個銅電極插入到肯定的na2so4 飽和溶液中,通直流電電解并不斷攪拌,當陰極上收集到a mol的氣體的同時,溶液中析出了b mol的結晶水合物 na2so4· 10h2o,如保持溫度不變,就所剩溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為a.71b/18ab .71b/36ac .71b/161b+18ad. 71b/161b+9a思路點撥 : 精確分析陰陽極分別發(fā)生的反應,留意陽極為活性電極；-2+-精品學習資料精選學習