高二化學(xué)：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解學(xué)案（魯科版）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——-—-電解學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電解池的工作原理，能用電極反應(yīng)表示化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．了解銅的電解精煉3．了解銅的電鍍知識(shí)梳理電解原理金屬是靠________________________________導(dǎo)電;電解質(zhì)溶液是依靠_________石墨鐵石墨鐵電解熔融氯化鈉右圖是電解熔融氯化鈉的裝置圖，請(qǐng)思考：通電前，熔融的氯化鈉中存在_______________________離子.通電前這些離子做___________________運(yùn)動(dòng)。通電后,_____極上逐漸覆蓋了一層銀白色的物質(zhì),這是因?yàn)槲龀隽薩_____.______極上有氣泡產(chǎn)生，并可聞到_______的氣味，該氣體是________?？梢娡姾?，兩電極上都發(fā)生了化學(xué)變化。與電源正極相連的電極我們稱之為________，在這一極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________;而與電源負(fù)極相連的電極我們稱之為__________,在這一極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________.由實(shí)驗(yàn)可知熔融的氯化鈉通電時(shí)，在兩極上均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，有新物質(zhì)生成，此過程中___能轉(zhuǎn)化為____能。7．電解：___________________________________________________的過程叫做電解。電解池:把______________________的裝置叫做電解池或電解槽.（1）組成電解池的條件是：①__________________________________________;②__________________________________________；③__________________________________________。（2）右圖是電解飽和食鹽水的裝置圖,請(qǐng)思考以下問題:PtPtPtPt電解飽和食鹽水現(xiàn)象電極反應(yīng)式陰極陽極總反應(yīng)的化學(xué)方程式：銅的電解精煉畫出電解精煉銅的裝置圖，并寫出兩電極的反應(yīng)。四、電鍍銅以鐵上鍍銅為例，說明電鍍所滿足的基本條件①___________________________________;②___________________________________;③___________________________________.電鍍后陽極質(zhì)量_______,陰極質(zhì)量__________，電解液濃度_____________.學(xué)習(xí)導(dǎo)航方法指導(dǎo)：電極反應(yīng)及電極產(chǎn)物的判斷規(guī)律：電解質(zhì)溶液在通直流電時(shí)，對(duì)電解產(chǎn)物的判斷，既要考慮陰陽離子的氧化還原能力，還要考慮電極材料、離子濃度、溶液酸堿性等.判斷電解產(chǎn)物首先要注意電極材料,再根據(jù)電解質(zhì)溶液的離子放電順序進(jìn)行判斷。（1）惰性電極電解（Pt、Au、碳棒)陽離子放電順序:Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Fe2+＞┈陰離子放電順序：S2-＞I-＞Br—＞Cl—＞OH-＞含氧酸根例子下面分四種情況進(jìn)行說明：①電解質(zhì)中溶質(zhì)的陽離子放電,陰離子不放電：即陽離子的氧化性強(qiáng)于H+,而陰離子的還原性弱于OH--，產(chǎn)物為酸、O2及金屬單質(zhì),電解后溶液pH減小。如：a。電解AgNO3溶液產(chǎn)物為Ag和O2、HNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3b。電解CuSO4溶液產(chǎn)物為Cu和O2、H2SO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4:②電解質(zhì)中溶質(zhì)的陰離子放電，陽離子不放電:即陽離子的氧化性弱于H+，而陰離子的還原性強(qiáng)于OH——，產(chǎn)物為堿、H2及非金屬單質(zhì).電解NaCl、K2S、KBr、NaI等水溶液都產(chǎn)生氫氣，電解后溶液pH增大。如:2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑③電解過程中陰陽離子都放電:即陽離子的氧化性強(qiáng)于H+,而陰離子的還原性強(qiáng)于OH—-。如:電解CuCl2水溶液或H+與S2-、I-、Br-、Cl—組成的酸.CuCl2Cu+Cl2↑2HClH2↑+Cl2↑④電解過程中陰陽離子都不放電：即陽離子的氧化性弱于H+，而陰離子的還原性弱于OH-。如電解Na2SO4、NaOH、HNO3、H2SO4等水溶液。電解質(zhì)僅起到增強(qiáng)導(dǎo)電性的作用.pH的變化應(yīng)分兩種情況考慮：若原溶液是飽和溶液，則溶液濃度不再改變，pH也不再改變;若原溶液是不飽和溶液，則隨著水的電解,溶液濃度增大，又有三種情形:①若原溶液是酸性的，則酸性會(huì)更強(qiáng)，pH減小，如H2SO4等。②若原溶液是堿性的，則堿性會(huì)更強(qiáng),pH增大，如NaOH等.③若原溶液是中性的，則pH不變，如K2SO4等.(2)金屬電極做陽極時(shí)：金屬陽極比電解質(zhì)溶液中的陰離子容易放電，所以易于失去電子被氧化而溶解,形成金屬陽離子進(jìn)入溶液中，此時(shí)溶液中的陰離子不放電。具體應(yīng)用有：電鍍和金屬的精煉。比如:用銅棒做電極電解NaCl溶液時(shí)，電極反應(yīng)為：陽極：Cu–2e—-Cu2+陰極：2H++2e--【例1】aab··xya極板b極板x電極y電極A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析根據(jù)題意，a極板質(zhì)量增加,說明電解時(shí)有金屬析出，發(fā)生還原反應(yīng)，a極應(yīng)是陰極,x電極應(yīng)是負(fù)極，所以選項(xiàng)c不符合題意；選項(xiàng)B為NaOH溶液，電解時(shí)不可能有金屬在陰極析出，故選項(xiàng)B也不符合題意。題中已知b極板有無色無臭氣體放出，則此氣體為氧氣，故選項(xiàng)D不符合題意。因此答案為A.?！纠?】pH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的pH＞a，則該電解質(zhì)可能是(）A。NaOHB。H2SO4C。AgNO3D。Na2SO4解析電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，NaOH溶液濃度增大，使溶液的pH升高，A符合要求；電解H2SO4和電解Na2SO4溶液相似，都使溶液濃度增大，所以溶液的pH分別減小、不變,兩者均不符合要求；電解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH減小.所以答案為A.【例3】下列有關(guān)用惰性電極電解AgNO3溶液一段時(shí)間后的說法正確的是（）A.電解過程中陰極質(zhì)量不斷增加B.電解過程中溶液的pH不斷升高C。此時(shí)向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復(fù)電解前的狀況D.電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1解析處理有關(guān)電解問題首先注意電極材料，在此基礎(chǔ)上寫出電機(jī)反應(yīng)和總的電解方程式，根據(jù)總的電解反應(yīng)式來分析電解前后的物質(zhì)變化和溶液濃度變化，分析溶液的pH變化必須注意原溶液的pH情況。用惰性電極電解AgNO3溶液,總的電解方程式為:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3可知：陰極上析出銀，陽極上放出氧氣,故A正確D錯(cuò)誤;由于生成HNO3，溶液的Ph應(yīng)不斷降低，B錯(cuò)誤;要使溶液恢復(fù)電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O，得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可使溶液恢復(fù)電解前的狀況.C正確.故正確答案為A、CPtAgPtAgCuFe電源abH2SO4CuSO4A.a極是直流電源的正極B.Fe極是陽極C.Pt極產(chǎn)生的氣體體積是Ag極產(chǎn)生氣體體積的2倍D。硫酸銅溶液的濃度不變解析這是兩電解池串連的情況,其特點(diǎn)是：所有電極上通過的電量相等,其電極及電極反應(yīng)互不影響，與單個(gè)電解池相同。Cu極