高三化學(xué)教案 電解原理

7/7高三化學(xué)教案電解原理高三化學(xué)教案電解原理電解原理考點1電解池的構(gòu)成和電解的根本原理1.(1)電解的反響原理：在時在陰、陽兩極發(fā)生氧化復(fù)原反響。(2)電解池：一種把的裝置(3)電解的電路工作原理：導(dǎo)線上(外電路)電子從電源的負極流出經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的陰極,電解池的陽極上產(chǎn)生電子經(jīng)導(dǎo)線流入電源的正極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向,失去電子,陽離子移向,得到電子。2.電解池的構(gòu)成：①、導(dǎo)線②兩個電極(金屬或非金屬導(dǎo)體)③電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))特別提醒：電解池的陰陽極由電源的正負級決定3.電解原理：以惰性電極(C、Pt)電解CuCl2溶液為例：[例1]能用電解原理說明的問題是()①電解是電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能;②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?③電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電是化學(xué)變化,金屬的導(dǎo)電是物理變化;④不能自發(fā)進行的氧化復(fù)原反響,通過電解的原理可以實現(xiàn);⑤任何溶液被電解時必然會導(dǎo)致氧化復(fù)原反響的發(fā)生A.①②③④B.②③⑤C.③④D.①③④⑤[解析]電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時,溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動,在兩個電極上得失電子,發(fā)生氧化復(fù)原,所以電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解過程,此時電源提供電能,把不能自發(fā)進行的氧化復(fù)原反響轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實。金屬的導(dǎo)電只是自由電子的定向移動不存在電子得失沒有新物質(zhì)產(chǎn)生,是一種物理過程?！敬鸢浮緿[方法技巧]組合式選擇題可以通過排除法進行選擇。②和①中只有一個說法是正確的,根據(jù)電解原理①是正確的?？键c2電極反響式的書寫及溶液濃度和PH的變化1.離子放電順序的判斷陽離子在陰極得電子順序與相反Ag+Cu2+Pb2+Zn2+Mg2+Ca2+K+陰離子在陽極失電子順序金屬陽極SO32-Br-OH-高價含氧酸根離子F特別提醒：要注意在水溶液中有些離子不發(fā)生放電2.電極產(chǎn)物的判斷陽極:①根據(jù)電極的類型(活潑金屬和惰性電極金屬);②根據(jù)順序.陰極:根據(jù)順序3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律電解水型：電極反響：陰極4H++4e-=2H2陽極4OH--4e-=2H2O+O2總反響式：包括高價含氧酸(H2SO4、HNO3)、強堿[NaOH、Ba(OH)2]、活潑金屬的高價含氧酸鹽[Na2SO4、K2CO3、Al2(SO4)3]。(1)分解電解質(zhì)型：電極反響式：陰極：amMn++mnae-=amM陽極：anYm--mnae-=nYa包括無氧酸(除HF)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液(如CuCl2)(2)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸(除氟化物)鹽(如NaCl、MgBr2)溶液的電解以NaCl溶液為例：電極反響式：陰極2H++2e-=H2陽極2Cl--2e-=Cl2總反響式：陰極由于H+放電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中OH-濃度增大,溶液pH值增大,整個電解質(zhì)溶液堿性增強,pH值增大。(3)放氧生酸型：(如CuSO4、AgNO3)溶液的電解以CuSO4溶液為例：電極反響式：陰極2Cu2++4e-=2Cu;陽極4OH--4e-=O2+2H2O總反響式：陽極由于OH-放電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中H+濃度增大,溶液pH值減小,整個電解質(zhì)溶液酸性增強,pH值減小4.電極方程式的書寫和總的離子反響式的書寫電極方程式是以實際反響的微粒符號來表示的,當水中的氫離子或氫氧根離子參加反響時,在電極反響式中表示時就以H+或OH-表示?？偟碾x子反響式表示時要注明反響條件-電解,總式的書寫要符合離子方程式的書寫要求。[例2](2019年高考江蘇卷,電解)某同學(xué)按圖所示的裝置進行電解實驗。以下說法正確的選項是()(A)電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生(B)電解初期,主反響方程式為：Cu+H2SO4CuSO4+H2(C)電解一定時間后,石墨電極上有銅析出(D)整個電解過程中,H+的濃度不斷增大[解析]陽極為銅電極,始終為Cu失電子變?yōu)镃u2+,故A錯;陰極為石墨,先是H+得電子放出H2,后是Cu2+得電子析出Cu,故BC對,在電解過程中消耗H+,因此濃度變小,故D錯?！敬鸢浮緽C。[方法技巧]要學(xué)會根據(jù)放電順序來分析電極反響,從而解答相關(guān)問題。考點3：電解原理的有關(guān)應(yīng)用。1.電解精煉銅(1)裝置組成①電極材料：與電源的正極相連作陽極,與電源負極相連作陰極②電解質(zhì)溶液：用作電解液③反響原理：陽極銅以及比銅活潑的雜質(zhì)金屬鋅、鐵、鎳等失電子被氧化,轉(zhuǎn)化成離子進入溶液中,不活潑金屬如金和銀等沉積在陽極下面形成陽極泥,陰極Cu2+得電子被復(fù)原在陰極上析出,其它如Zn2+、Fe2+留在溶液中。④特征：電解精煉過程中CuSO4溶液的濃度幾乎不變,產(chǎn)品純度高。2.電鍍(1)裝置組成：①電極材料：(如精銅)與電源的正極相連作陽極,(如鐵制品)與電源負極相連作陰極②電解質(zhì)溶液：用含的電解質(zhì)配成溶液(如CuSO4溶液加一些氨水)作電鍍液(2)反響原理：陽極鍍層金屬(銅)失電子被氧化,轉(zhuǎn)化成離子進入溶液中,陰極鍍層金屬離子Cu2+得電子被復(fù)原在陰極上析出。(3)特征：電鍍過程中電解質(zhì)CuSO4溶液的濃度幾乎不變。3.氯堿工業(yè)工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來制取燒堿、氯氣和氫氣,并以它們?yōu)樵线M一步生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱氯堿工業(yè)。(1)離子交換膜法電解池的組成：以石墨為陽極,以鋼棒為陰極,精制的飽和食鹽水為電解質(zhì)溶液,用陽離子交換膜將電解槽隔成陰極室和陽極室。(2)電解飽和食鹽水的反響機理：電極反響式：陰極;陽極總反響式：陽極陰極產(chǎn)物在上述反響中,由于H+在陰極上得到電子而生成H2,破壞了附近的水的電離平衡,促進了水的電離,結(jié)果陰極區(qū)溶液中OH-濃度增大而呈堿性。(3)電解用飽和食鹽水的精制根本步驟：(4)陽離子交換膜的作用將電解槽隔成陰極室和陽極室,它只允許陽離子(Na+)通過,而且阻止陰離子(Cl-、OH-)和氣體通過。這樣既可以防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸,又能防止Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。[例3](09廣州市高三調(diào)研測試)以下關(guān)于銅電極的表達正確的選項是A.銅鋅原電池中銅電極上發(fā)生氧化反響B(tài).電解飽和食鹽水制燒堿時,用銅作陽極C.電解法精煉銅時,粗銅連接電源的正極D.電鍍銅和精煉銅時,均用純銅作陰極[解析]銅鋅原電池中銅電極為正極,發(fā)生復(fù)原反響;電解飽和食鹽水制時,陽極為石墨;電解法精煉銅時,粗銅作陽極被氧化,純銅作陰極,故C正確;電鍍銅時,銅作陽極被氧化而進入溶液中。【答案】C[規(guī)律總結(jié)]電解精煉鎳的化學(xué)原理類似電解精煉銅,要熟悉電解精煉銅的有關(guān)知識。參考答案考點1電解池的構(gòu)成和電解的根本原理1.電流通過、電能