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3課時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能［學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道電解的原理和電解池的形成條件，會(huì)分析電解的應(yīng)用。2。能熟練書寫電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式。一、電解池的構(gòu)成條件及工作原理1．下圖為電解氯化銅溶液的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）通電數(shù)分鐘后，陰極觀察到的現(xiàn)象是有紅色物質(zhì)析出；陽極觀察到的現(xiàn)象是有黃綠色刺激性氣味氣體產(chǎn)生。(2）實(shí)驗(yàn)原理分析與討論①通電前，氯化銅溶液中存在的離子是Cu2＋、Cl－、H＋、OH－。②通電后，移向陰極的離子是Cu2＋、H＋，移向陽極的離子是Cl－、OH－.③陰極電極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu，陽極電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑。（3)反應(yīng)的化學(xué)方程式是CuCl2eq\o（=,\s\up7（通電))Cu＋Cl2↑。2．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，討論回答下列問題:(1）上述實(shí)驗(yàn)裝置中的能量變化是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)上把具備這種特點(diǎn)的裝置稱為電解池。(2)電解池的構(gòu)成條件是①直流電源，②兩個(gè)固體電極，③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，④構(gòu)成閉合回路。(3)電極名稱與電極反應(yīng)①陰極是與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)。②陽極是與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng).3．從裝置上比較原電池與電解池的區(qū)別是什么？答案原電池中沒有外加電源，電解池中有外加電源。

電解池的工作原理及電解的概念(1）電解池的工作原理(2)電解是在直流電的作用下，在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程.1．下列關(guān)于電解池的說法正確的是（)A．電源的負(fù)極就是陰極B．與直流電源正極相連的是電解池的陰極C．與直流電源負(fù)極相連的電極上發(fā)生還原反應(yīng)D．陽極上發(fā)生還原反應(yīng)答案C解析解答本題需了解電解池陰、陽極的判斷及電解的特點(diǎn).電解池的陰、陽極是根據(jù)直流電源的正、負(fù)極確定的。與電源負(fù)極相連的電極為電解池的陰極,該電極上發(fā)生還原反應(yīng)；與電源正極相連的電極為電解池的陽極,該電極上發(fā)生氧化反應(yīng).思維啟迪電解池電極名稱的判斷方法2．如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列判斷中正確的是()A．a(chǎn)為負(fù)極、b為正極B．a(chǎn)為陽極、b為陰極C．電解過程中,d電極質(zhì)量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變答案C解析由于電流從電源正極流出，故a為電源的正極,b為電源的負(fù)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電源稱正、負(fù)極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu2＋向陰極移動(dòng),d電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，在陰極上析出Cu，所以d電極質(zhì)量增加，C項(xiàng)正確;Cl－向陽極移動(dòng),c電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑,導(dǎo)致溶液中c(Cl－)降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、電解原理的應(yīng)用1．下圖為冶煉金屬鈉電解槽示意圖.(1）熔融氯化鈉中存在的微粒:Na＋、Cl－。（2）通電后離子的運(yùn)動(dòng)：陽離子Na＋(填離子符號(hào)）移向陰極;陰離子Cl－（填離子符號(hào))移向陽極.（3)電極反應(yīng)式：陰極：2Na＋＋2e－=2Na，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑.（4)結(jié)論：熔融的氯化鈉在直流電作用下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，分解生成了Na和Cl2.2．下圖為銅的電解精煉示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出陰極和陽極上的電極反應(yīng)式。答案陰極反應(yīng)式是Cu2＋＋2e－=Cu；陽極反應(yīng)式是Cu－2e－=Cu2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Zn－2e－=Zn2＋。(2）銅的精煉過程中,粗銅中的雜質(zhì)(鋅、鐵、金、銀等）是怎樣被除去的？答案粗銅中的鋅、鐵等比銅活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)溶解變成金屬陽離子進(jìn)入溶液；銀、金等不如銅活潑的金屬，在電解過程中不發(fā)生反應(yīng),沉積在電解池的底部形成陽極泥；而陰極只有Cu2＋放電，Zn2＋、Fe2＋等留在電解質(zhì)溶液中。（3)從陽極沉積下來的陽極泥中含有哪些金屬？答案不如銅活潑的金屬金、銀等。（4)在電解過程中電解質(zhì)CuSO4溶液濃度發(fā)生怎樣的變化？答案電解過程中電解質(zhì)CuSO4溶液的濃度減少，需及時(shí)補(bǔ)充。電解產(chǎn)物的判斷—-“先看陽極材料,再看離子放電順序"1。陽極產(chǎn)物的判斷(1）活性金屬電極（金屬活動(dòng)性順序表中在Ag之前）,電極金屬失電子，生成對(duì)應(yīng)的金屬陽離子,陰離子不放電。(2)惰性電極(Au、Pt、石墨)，溶液中的陰離子失電子，生成對(duì)應(yīng)的非金屬單質(zhì)或高價(jià)化合物。陰離子放電順序：2．陰極產(chǎn)物的判斷不管陰極的電極材料如何，都只起傳導(dǎo)電子的作用,所以在陰極上，一定是陽離子得電子。陽離子得電子順序可依據(jù)金屬活動(dòng)性順序確定。陽離子放電順序：3．下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是（）A．粗銅板:陽極B．電解時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．粗銅中所含Ni、Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥D．電解銅的純度可達(dá)99.95%～99。98％答案C解析電解精煉銅時(shí)，比金屬銅活潑的金屬鋅、鐵、鎳會(huì)先于金屬銅失電子，比金屬銅活潑性差的Pt、Ag等固體會(huì)沉積下來形成陽極泥。思維啟迪電解池問題解答思路判斷陰、陽電極→觀察電極材料→分析放電順序→確定電極產(chǎn)物→解答。4．下列有關(guān)電化學(xué)的圖示，完全正確的是（）答案D解析原電池中活潑金屬作負(fù)極，A錯(cuò)；電解精煉銅粗銅作陽極，B錯(cuò)；電鍍中鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，C錯(cuò);D對(duì).1．如圖所示裝置中,屬于電解池的是(）答案C解析若要形成電解池必須具備以下條件：①有一個(gè)外加直流電源；②有兩個(gè)電極與電源相連；③形成閉合電路。2．關(guān)于電解池的敘述不正確的是（）A．與電源正極相連的是電解池的陽極B．電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極移動(dòng)C．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，再經(jīng)電解質(zhì)溶液流入電解池的陽極答案D解析與電源正極相連的是電解池的陽極，電解池中的陰離子移向陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A、B、C正確；電子由電源負(fù)極流向電解池陰極,不能經(jīng)電解質(zhì)溶液流向電解池的陽極，D錯(cuò)誤。3．某同學(xué)按如圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B．電解初期，主反應(yīng)方程式為Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7（通電）)CuSO4＋H2↑C．電解一段時(shí)間后，石墨電極質(zhì)量不變D．整個(gè)電解過程中，H＋的濃度不斷增大答案B解析銅作陽極：Cu－2e－=Cu2＋，銅電極上無H2產(chǎn)生，A錯(cuò)誤；石墨作陰極:2H＋＋2e－=H2↑,所以電解初期總方程式為Cu＋H2SO4eq\o(=，\s\up7（通電)）CuSO4＋H2↑，電解一段時(shí)間后，溶液中Cu2＋濃度增大，并不斷向陰極定向移動(dòng)，故石墨電極上有銅析出,B正確、C錯(cuò)誤；在電解開始階段，2H＋＋2e－=H2↑，H＋的濃度減小，D錯(cuò)誤。4．有關(guān)下圖的說法正確的是（)A．構(gòu)成原電池時(shí)溶液中的SOeq\o\al(2－，4）移向Cu電極B．構(gòu)成原電池時(shí)Cu極反應(yīng)式：Cu－2e－=Cu2＋C．要使Fe極不被腐蝕,Cu片換Zn片或a接直流電源負(fù)極D．a(chǎn)和b分別接直流電源正、負(fù)極,Fe片上有氣體產(chǎn)生答案C解析根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表可知,Fe比Cu活潑,則構(gòu)成原電池時(shí)，外電路中Fe是流出電子的負(fù)極,Cu是流入電子的正極,內(nèi)電路中帶負(fù)電的SOeq\o\al(2－，4）移向負(fù)極，帶正電的Cu2＋移向正極，故A項(xiàng)不正確；構(gòu)成原電池時(shí)，Cu2＋移向正極，并且在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，析出單質(zhì)銅覆蓋在正極表面,即Cu2＋＋2e－=Cu，故B項(xiàng)不正確；保護(hù)Fe極的方法就是使其作正極或陰極,可以與比Fe活潑的金屬構(gòu)成原電池,或者與直流電源的負(fù)極相連，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中構(gòu)成電解池時(shí),Fe極為陽極，Cu極為陰極,Fe片上的反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，Cu2＋移向陰極，并且在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，析出單質(zhì)銅覆蓋在陰極表面，即Cu2＋＋2e－=Cu，故D項(xiàng)不正確。5．如圖所示，A、B兩個(gè)裝置的燒杯中分別盛有足量的CuCl2溶液.(1)A、B兩個(gè)裝置中屬于原電池的是________，屬于電解池的是________.（2)A池中Zn是________極，發(fā)生________(填“氧化”或“還原”，下同）反應(yīng)，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。Cu是__________極，發(fā)生____________反應(yīng),電極反應(yīng)式為___________________________。A池中總的化學(xué)方程式為___________________________________________。（3)B池中C是________極,發(fā)生________反應(yīng),電極反應(yīng)式為____________________________。Pt是________極，發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。B池中總的化學(xué)方程式為_____________________________________________。答案（1）AB（2)負(fù)氧化Zn－2e－=Zn2＋正還原Cu2＋＋2e－=CuZn＋CuCl2=ZnCl2＋Cu（3)陰還原Cu2＋＋2e－=Cu陽氧化2Cl－－2e－=Cl2↑CuCl2eq\o(=,\s\up7（通電））Cu＋Cl2↑解析由裝置圖和題給條件知,A為原電池,B為電解池。對(duì)于原電池，活潑電極作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，不活潑電極作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。對(duì)于電解池，與電源負(fù)極相連為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，與電源正極相連為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。［基礎(chǔ)過關(guān)］題組一電解池的工作原理1．下列關(guān)于電解池形成的閉合回路的敘述中，不正確的是（）A．電解池中的閉合回路是由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成的B．金屬導(dǎo)線中，電子從電源的負(fù)極流向電解池的陰極，從電解池的陽極流向電源的正極C．在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陽極移動(dòng)，陽離子向陰極移動(dòng)D．相同時(shí)間內(nèi)，陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等答案A解析電解池中電解質(zhì)溶液依靠陰、陽離子的定向移動(dòng)而導(dǎo)電.2．以下能用電解原理說明的是(）①電解是把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化,金屬導(dǎo)電是物理變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn)⑤任何溶液被電解時(shí)，必然導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A．①②③④ B．②③⑤C．③④ D．①③④⑤答案D3．用惰性電極Pt電解下列物質(zhì)的溶液，陰極上有金屬析出的是(）A．Na2SO4B．NaClC．AgNO3D．KOH答案C4．如圖電解池中裝有硫酸銅溶液，選用不同材料的電極進(jìn)行電解。下列說法正確的是（）選項(xiàng)電極材料通電后的變化陰極陽極A石墨石墨陰極質(zhì)量增加，溶液的酸性減弱B銅銅陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加C鐵鐵兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化D鉑鐵陰極質(zhì)量不變答案B解析A項(xiàng)，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O,溶液中有H2SO4生成，溶液酸性增強(qiáng)，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，陰極質(zhì)量增加；B項(xiàng)，陽極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu,因此陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加；C項(xiàng),陽極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，因此陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加；D項(xiàng)，陽極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu,因此陽極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加。題組二電解原理的應(yīng)用5．下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是（)A．電解熔融的Al2O3制取鋁，用石墨作陽極B．電解法精煉銅，用純銅作陰極C．工業(yè)上電解飽和食鹽水，可制得燒堿、氫氣和氯氣D．電解氯化鎂溶液，可制得鎂和氯氣答案D解析電解氯化鎂溶液陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，無金屬鎂生成。工業(yè)上通過電解熔融氯化鎂制取鎂與氯氣。6．若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置（電解池或原電池)中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式是Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑。則下列關(guān)于該裝置的有關(guān)說法正確的是（）A．該裝置可能是原電池,也可能是電解池B．該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸C．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極D．該裝置只能是原電池,電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸答案C解析該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，只有在外加電源的條件下發(fā)生，故該裝置為電解池，且銅作陽極。7．以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是（)A．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．粗銅接電源正極,發(fā)生還原反應(yīng)C．溶液中Cu2＋向陽極移動(dòng)D．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬答案D解析電解精煉銅過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的同時(shí),部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,A錯(cuò);電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),B錯(cuò)誤；電解過程中Cu2＋向陰極移動(dòng)，C錯(cuò);粗銅中Ag、Pt、Au放電能力比銅弱，形成陽極泥，可以回收，D對(duì)。8．下列各組溶液電解一段時(shí)間后，再加入相關(guān)物質(zhì),溶液能恢復(fù)原狀況的是()選項(xiàng)電解質(zhì)溶液陽極陰極加入的物質(zhì)ANaCl溶液碳鐵鹽酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸銅溶液碳碳硫酸銅D硫酸鐵碳H2O答案B解析電解過程中，損耗什么物質(zhì),補(bǔ)充什么物質(zhì)。但往往是兩極損耗物質(zhì)的化合物。對(duì)于A，在陽極產(chǎn)生Cl2，在陰極產(chǎn)生H2，應(yīng)補(bǔ)充H、Cl元素，但加入H2、Cl2顯然不行，應(yīng)加HCl，本例中加鹽酸則多引入了水;對(duì)于B，只電解了水,補(bǔ)充水是正確的；對(duì)于C，陽極放出O2，陰極析出Cu，應(yīng)補(bǔ)充CuO;對(duì)于D，因陽極材料是鐵，所以電極反應(yīng)式是陽極：Fe－2e－=Fe2＋，陰極：2H＋＋2e－=H2↑.按理應(yīng)補(bǔ)H去Fe，其實(shí)這種變化加一種物質(zhì)無法恢復(fù)。9．用Pt作電極電解下列某種溶液，當(dāng)陽極生成112mL氣體時(shí),陰極上析出0。64g金屬。則該電解池中溶質(zhì)可能是()A．CuSO4 B．MgSO4C．Al2(SO4）3 D．Na2SO4答案A解析因Mg2＋、Al3＋、Na＋的氧化性弱于H＋,故水溶液中三種離子不放電，即不會(huì)析出金屬，只有A能析出金屬Cu,正確。10．Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念，設(shè)計(jì)制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)：2Cu＋H2Oeq\o(=，\s\up7（通電））Cu2O＋H2↑.下列說法正確的是(）A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),有0。1molCu2O生成答案A解析根據(jù)方程式可知，銅失去1個(gè)電子，發(fā)生氧化反應(yīng),所以銅和電源的正極相連,作陽極，則石墨是陰極。溶液中的氫離子得到電子,產(chǎn)生氫氣，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)和C項(xiàng)不正確;當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0。05molCu2O生成，所以D項(xiàng)不正確。［能力提升]11．根據(jù)如圖所示電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答下列問題。（1）若只閉合S1，該裝置屬于________，能量轉(zhuǎn)化形式為________，鋅極作________極。(2）若只閉合S2,該裝置屬于________,能量轉(zhuǎn)化形式為________,鋅極上所發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________。（3)若只閉合S3，該裝置屬于________，銅極作________極，鋅極上所發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為____________,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________.（3）電解池陽2H＋＋2e－=H2↑Cu＋H2SO4eq\o（=,\s\up7(通電)）CuSO4＋H2↑解析（1）若只閉合S1,沒有外接電源,則Zn、Cu、稀硫酸構(gòu)成原電池，該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，較活潑的鋅作負(fù)極.（2）若只閉合S2,裝置中有外接電源，該裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，與電源正極相連的鋅極作陽極，鋅被氧化。(3)若只閉合S3，該裝置為電解池,與電源正極相連的銅極作陽極,銅被氧化，溶液中的H＋在陰極（鋅極）上被還原為H2。12．如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。（1)正極為________（填“a”或“b”），陽極為________(填“c”或“d”）.（2)陽極反應(yīng)式為_____________________________________________________________________________________________________________________，檢驗(yàn)該陽極產(chǎn)物的方法是________。（3)電解一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極增重6。4g,則外電路中通過的電子的物質(zhì)的量是________mol，若該電解反應(yīng)所需的電子全部由氫氧燃料電池提供，則至少需要消耗________L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下）才能滿足需要。答案(1)ac（2）2Cl－－2e－=Cl2↑用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在該電極附近，試紙變藍(lán)（3）0.22。2413．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題:（1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則:①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為__________________________________________。在X極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________________________________。②Y電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________________________.（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則①X電極的材料是__________________，電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________.②Y電極的材料是________,電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________.（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）答案（1）①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－2e－=Cl2↑(2)①純銅Cu2＋＋2e－=Cu②粗銅Cu－2e－=Cu2＋解析(1）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑。X極反應(yīng)產(chǎn)物為H2和NaOH,H2逸出，NaOH使溶液呈現(xiàn)堿性，加入酚酞變紅，Y極產(chǎn)生氯氣，能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色。14．某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)