化學(xué)反應(yīng)原理專(zhuān)題1—化學(xué)反應(yīng)和能量變化電解池的工作原理考慮：電解質(zhì)溶液為何能導(dǎo)電？考慮：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過(guò)程中是否是單純的物理過(guò)程？

在一個(gè)U型管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極（如右圖），把濕潤(rùn)的KI－淀粉試紙放在與電源正極相連的電極附近，接通直流電源，觀察U型管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化。CuCl2溶液（KI淀粉試紙）電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。陰極石墨棒上蓋上了一層紅色物質(zhì)。濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)。現(xiàn)象(Cu)(Cl2)交流1：氯化銅溶液在電流作用下為何只在陰極生成Cu，只在陽(yáng)極生成Cl2？Cu和Cl2又是如何生成？1、在電場(chǎng)作用下，做定向運(yùn)動(dòng)：Cu2+Cl-陰極陽(yáng)極2、在各極發(fā)生氧化還原反應(yīng):陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2陰極:Cu2++2e-=Cu結(jié)論1：電場(chǎng)作用下，陽(yáng)離子定向移動(dòng)到陰極；陰離子定向移動(dòng)到陽(yáng)極；結(jié)論2：陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)；1、電解池的構(gòu)成條件電流通過(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)程叫做電解。像這種把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池。PtPt

1、必須有外接直流電源（原電池）；2、必須有兩個(gè)電極，電極與直流電源相連；①與電源正極相連的為陽(yáng)極；與電源負(fù)極相連的為陰極；3、必須有電解質(zhì)溶液，兩極插入到電解質(zhì)溶液中。②兩電極能導(dǎo)電即可。切記：電解總反應(yīng)的條件“通電”絕對(duì)不能?。。。。。?、電解池的工作原理陽(yáng)極陰極＋－e－e－陰離子陽(yáng)離子電子流動(dòng)方向電解質(zhì)溶液電源負(fù)極電解池陰極電源正極電解池陽(yáng)極陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)Rn－－ne－＝R陰極發(fā)生還原反應(yīng)Nm++me-=N離子移動(dòng)方向原電池和電解池中陰陽(yáng)離子移動(dòng)共性：陽(yáng)離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極電解熔融態(tài)氯化鈉的原理圖1、分析通電前后熔融態(tài)中Cl-和Na+的運(yùn)動(dòng)情況？2、通電后兩電極表面發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？寫(xiě)出電極反應(yīng)式？3、請(qǐng)分析電解過(guò)程中的電子流向？★電解池陰陽(yáng)電極電極反應(yīng)書(shū)寫(xiě)要領(lǐng)★第一步：確定陰、陽(yáng)兩極；把握陽(yáng)極材料的性質(zhì)；第二步：確定兩極反應(yīng)物質(zhì)1、陽(yáng)極---陽(yáng)極材料或陰離子；陰極----陽(yáng)離子

2、鎖定電解質(zhì)體系中陰、陽(yáng)離子的種類(lèi)；3、熟記陰陽(yáng)離子放電順序和OH-和H+放電反應(yīng)式。第三步：書(shū)寫(xiě)，注意：1、電極名稱(chēng)必須寫(xiě)明；2、注意檢驗(yàn)準(zhǔn)確性。（原子守恒和電荷守恒）用惰性電極電解CuSO4溶液，試回答：（1）溶液中有哪些離子？（2）寫(xiě)出電極反應(yīng)式；（3）寫(xiě)出電解總方程式；（4）電解過(guò)程中溶液pH值如何變化？CuSO4

CC把上題改為銅作電極，試回答：（1）寫(xiě)出電極反應(yīng)式；（2）電解過(guò)程中溶液濃度如何變化？陰極陽(yáng)極根據(jù)電解原理，請(qǐng)寫(xiě)出用惰性材料做電極時(shí)，電解下列各溶液的電極反應(yīng)式及反應(yīng)總式。Na2SO4(aq)NaOH(aq)H2SO4(aq)HCl(aq)CuSO4(aq)CuCl2(aq)√例：電解時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+2H2O==Cu(OH)2+H2↑,下列四組電極和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖牵ǎ?/p>

H2OH2SO4Na2SO4CuSO4電解液PtFeCC陰極CuCuCuC陽(yáng)極DCBA電解金屬鐵陰極＋－Na2SO4溶液試分析按左圖裝置電解，一段時(shí)間后可能看到什么現(xiàn)象？寫(xiě)出電極反應(yīng)式及反應(yīng)總式?，F(xiàn)象：陽(yáng)極鐵逐漸溶解，陽(yáng)極附近溶液漸顯淺綠色；陰極上產(chǎn)生氣泡；電解池底出現(xiàn)白色沉淀后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。若一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等），工業(yè)上常用電解原理對(duì)粗銅進(jìn)行精煉。拓展視野粗銅的電解精煉粗銅純銅

CuSO4溶液Zn、Fe、Ni、Ag、Au陽(yáng)極（粗銅）：Cu－2e－=Cu2+1、比銅活潑的雜質(zhì)也會(huì)同時(shí)失電子而溶解：Zn－2e－=Zn2+

Fe－2e－=Fe2+

Ni－2e－=Ni2+

陰極（純銅薄片)：Cu2+＋2e－=Cu2、陽(yáng)極泥：銅后金屬Ag、Au等以單質(zhì)形式沉積。（可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料）電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加是否相等？例4：用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電進(jìn)行電解，當(dāng)電解液的pH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)陰極沒(méi)有H2放出，且電解液體積不變），電極上析出銀的質(zhì)量為（)A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg√例：用鉑電極電解CuSO4溶液和KNO3混合溶液500mL，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩極均得到標(biāo)況下11.2L的氣體，則原混合溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為（）A.0.5mol/LB.0.8mol/LC.1.0mol/LD.1.5mol/L√原電池和電解池的比較比較項(xiàng)目電解池原電池能量轉(zhuǎn)換典型特征電極類(lèi)型電極反應(yīng)氧化反應(yīng)（失去電子）還原反應(yīng)（獲得電子）溶液中離子的遷移方向化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(放電)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(充電)陽(yáng)極，接電源正極陰極，接電源負(fù)極負(fù)極，活潑材料正極，不活潑材料陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移陰離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向正極遷移陽(yáng)極陰極負(fù)極正極陰離子跑向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極；陽(yáng)離子跑向發(fā)生還原反應(yīng)的電極。二、電化學(xué)綜合分析①有外接電源②電解材料可相同①電極材料肯定不相同②氧化還原反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行③反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行例2：氫鎳堿性電池的總反應(yīng)式為，1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2放電充電寫(xiě)出充、放電時(shí)兩極的反應(yīng)，并歸納規(guī)律。一、放電（原電池）：1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2負(fù)極：正極：1/2H2+OH-－e-=H2ONiO(OH)+H2O+e-＝Ni(OH)2+OH-

二、充電（電解池）：Ni(OH)2=1/2H2+NiO(OH)陽(yáng)極：陰極：Ni(OH)2+OH-－e-＝NiO(OH)+H2O

H2O+e-=1/2H2+OH-充電時(shí)陽(yáng)極的反應(yīng)為放電時(shí)正極反應(yīng)的逆反應(yīng)。充電時(shí)陰極的反應(yīng)為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)。鎳鎘（Ni—Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（）A．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)Ni(OH)2–e-+OH-=NiO(OH)+H2OB．充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng)例：把鋅片和鐵片放在有稀食鹽水的酚酞溶液的表面皿中，如圖所示經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，最先觀察到變紅的區(qū)域是（）A．Ⅰ和ⅢB．Ⅰ和ⅣC．Ⅱ和ⅢD．Ⅱ和Ⅳ負(fù)：Zn-2e-=Zn2+正：O2+4e-+2H2O=4OH-陽(yáng)：Fe-2e-=Fe2+陰：2H2O+2e-=H2+2OH-9.參照右組裝實(shí)驗(yàn)裝置（將碳電極放在高溫火焰上灼燒到紅熱，迅速浸入冷水中，使它的表面變得粗糙多孔即可制成多孔碳棒電極）。電解質(zhì)溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，電源用3-6V直流電源。多孔碳棒（1）切斷開(kāi)關(guān)S1，合閉開(kāi)關(guān)S2，通直流電一段時(shí)間后出現(xiàn)如圖所示變化，請(qǐng)回答：①標(biāo)出電源的正、負(fù)極；x為

極，y為

極；②寫(xiě)出電極反應(yīng)式：A：

，B：

。（2）一斷時(shí)間后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，按下開(kāi)關(guān)S1，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)。寫(xiě)出電極反應(yīng)式：A：

，B：

。

負(fù)正2H2O+2e-=H2↑+2OH-2H2－4e-=4H+2H2O-4e-=O2↑+4H+O2+2H2O＋4e－＝4OH－

例：A、B中的電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na2SO4(aq)濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極。若在A.B充滿KOH溶液后的水槽中。切斷K1，合閉K2、K3通直流電，則(1)在濕的Na2SO4（aq）濾紙條上的中心的KMnO4液滴，有什么現(xiàn)象

，理由是

。(2)標(biāo)出電源的正、負(fù)極，a為

極，b為

極。(3)寫(xiě)出電極反應(yīng)式：A中

；B中

。(4)若電解一段時(shí)間后，A、B中均被氣體包圍電極。此時(shí)切斷K2、K3，合閉K1，則電流表的指針是否移動(dòng)？(5)請(qǐng)