1、第三節(jié)電解池第1課時電解原理1了解電解、電解池的概念。2理解電解池的工作原理。(重點)3能夠正確書寫電解池的電極反應(yīng)方程式。(難點)4能夠利用電化學(xué)原理進行有關(guān)計算。電 解 原 理基礎(chǔ)初探教材整理1電解CuCl2溶液1通電前，CuCl2溶液中存在的離子有Cu2、Cl、H、OH。2工作原理(1)總反應(yīng)：CuCl2CuCl2。(2)電流方向：電源正極陽極陰極電源負極。(3)電子流向：陽極電源正極，電源負極陰極。3CuCl2溶液導(dǎo)電的過程就是CuCl2電解的過程，就是在陰、陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。教材整理2電解原理1電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。2電解池：在外

2、加電源的作用下，將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。3電解池的兩極：陽極與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極與電源負極相連，發(fā)生還原反應(yīng)。4構(gòu)成電解池的條件：直流電源；兩個電極；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；形成閉合回路。5離子的定向移動：陰離子移向陽極；陽離子移向陰極。6電子的流向：電源負極陰極；陽極電源正極。探究升華思考探究實驗1：將兩根碳棒分別插進U形管內(nèi)的CuCl2溶液中，如圖。實驗2：將兩根碳棒用導(dǎo)線連接后，浸入U形管內(nèi)的CuCl2溶液中，如圖。實驗3：將兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負極相連接，浸入U形管內(nèi)的CuCl2溶液中，再接通直流電，如圖。過一段時間后，再把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正

3、極相連的電極附近。問題思考：(1)實驗1、實驗2和實驗3的現(xiàn)象有什么不同？實驗3的兩電極的現(xiàn)象是什么？【提示】實驗1和實驗2中均無明顯現(xiàn)象。實驗3中碳棒上有Cu析出，且有能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{的氣體生成。(2)實驗3中CuCl2溶液中通電前離子如何運動？通電后離子如何運動？根據(jù)實驗現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識分析推斷兩極生成物的名稱。【提示】通電前CuCl2溶液中的Cu2、Cl等自由運動。通電后Cu2和Cl發(fā)生了定向移動。根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，與電源負極相連的一極有Cu生成，與電源正極相連的一極有Cl2生成。(3)電離和電解有何區(qū)別和聯(lián)系？請完成下表。電離電解條件電解質(zhì)_或_狀態(tài)下

4、電解質(zhì)電離后，再通_電過程電解質(zhì)離解成為自由移動的_陰、陽離子定向_，在兩極上放電舉例CuCl2=Cu22ClCuCl2CuCl2特點只產(chǎn)生自由移動的離子發(fā)生_反應(yīng)，形成新物質(zhì)聯(lián)系電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上【提示】在水溶液中熔融直流離子移動化學(xué)認知升華電解原理1電解池構(gòu)成條件直流電源；固體電極；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。與電源正極相連的稱為陽極，與電源負極相連的稱為陰極。2電解池的工作原理接通直流電流后，電子從電源的負極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，經(jīng)過陰、陽離子的定向運動形成內(nèi)電路，再從電解池的陽極流出，并沿導(dǎo)線流回電源的正極，如圖所示。 題組沖關(guān)1如圖所示的裝置中能夠組成電解池的是()【解析】電解

5、池必須有外接電源，A、B不符合要求；C項未形成閉合回路?！敬鸢浮緿2如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里，電流表中有電流通過，則下列說法正確的是()A鋅片是負極B兩個銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨是陰極D兩個番茄都形成原電池【解析】由于番茄汁顯酸性，左側(cè)番茄形成原電池，Zn作負極。右側(cè)番茄形成電解池，Cu作陰極。故只有A選項正確?！敬鸢浮緼3如圖所示，甲是剛浸過NaCl溶液的石蕊試紙，A、B兩銅片通過導(dǎo)線連接電源兩極，在銅片間的濾紙上滴一滴KMnO4溶液，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)A、B間的紫紅色圓點向A極移動了一段距離，則與A相連的是電源的_極，可發(fā)現(xiàn)濾紙的B極邊沿附近有_色出現(xiàn)。【解析

6、】當(dāng)通電一段時間后，A、B間的紫紅色圓點向A極移動了，由于紫紅色是MnO的顏色，即MnO向A極移動，因陰離子向陽極移動，所以A為電解池的陽極，則與A相連的是電源的正極，B為電解池的陰極，陰極區(qū)H放電生成H2，c(H)減小，c(OH)增大，使石蕊試紙變藍?！敬鸢浮空{4.用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu22e=CuD通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體【解析】可利用電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷出電源的正負極，并寫出電極反應(yīng)式和反應(yīng)現(xiàn)象。A銅離子應(yīng)移向陰極，則a為負極。B.CuCl2發(fā)生電離

7、是在水分子的作用下完成的，并非通電才能發(fā)生。C.反應(yīng)Cu22e=Cu應(yīng)在陰極上發(fā)生，陽極上發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為2Cl2e=Cl2。D.通電一段時間后，應(yīng)在陽極附近觀察到黃綠色氣體?！敬鸢浮緼5某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池總反應(yīng)為Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(xHMg2，陰離子放電順序為ClOHSO，故開始電解時，陰極上Cu2放電得產(chǎn)物Cu，陽極上Cl放電得Cl2，當(dāng)Cu2、Cl放電完畢后，陰極上H繼續(xù)放電得產(chǎn)物H2，陽極上OH放電得產(chǎn)物O2，所以該電解過程可分為兩個階段，總反應(yīng)式為第一階段：CuCl2CuCl2第二階段：2H2O2H2O2認知升華電解質(zhì)水溶液的電

8、解規(guī)律1電解時的放電順序與電極產(chǎn)物的判斷(1)基本思路(2)離子放電順序陰離子的放電順序：S2IBrClOH含氧酸根F。陽離子放電順序：AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Sn2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na。2以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰：4H4e=2H2陽：4OH4e=2H2OO2NaOH水增大增大加水H2SO4水增大減小加水Na2SO4水增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小加氯化銅放H2生堿型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電NaC

9、l電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通氯化氫放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小加氧化銅題組沖關(guān)1用惰性電極電解足量的下列溶液，一段時間后，再加入一定量的另一種物質(zhì)(方括號內(nèi))，不能使溶液與原來溶液一樣的是()ACuCl2CuCl2BNaOHH2OCNaClHClDCuSO4Cu(OH)2【解析】A項，CuCl2CuCl2，故加入CuCl2使CuCl2溶液復(fù)原；B項，實質(zhì)電解水：2H2O2H2O2，故加水復(fù)原；C項，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，減少的n(H2)n(Cl2)11，故加入HCl復(fù)原；D項，2CuSO42H2O2CuO22H

10、2SO4，減少Cu、O兩種原子，故不能加入含H元素的Cu(OH)2。【答案】D2用惰性電極電解某溶液時，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成，則電解一段時間后，下列有關(guān)該溶液(與電解前同溫度)的說法中正確的有()該溶液的pH可能增大；該溶液的pH可能減?。辉撊芤旱膒H可能不變；該溶液的濃度可能增大；該溶液的濃度可能不變；該溶液的濃度可能減小A僅B僅C僅D全部【解析】用惰性電極電解時，兩極只有H2和O2，則實質(zhì)上電解的是水，電解質(zhì)不參與反應(yīng)。該電解質(zhì)有3種可能，如電解H2SO4溶液時，水被電解，H2SO4濃度變大，pH減小；電解NaOH溶液時，水被電解，NaOH濃度變大，pH增大；電解Na2SO4溶液時，

11、水被電解，Na2SO4濃度變大，pH不變，但若NaOH溶液、Na2SO4溶液是飽和溶液則濃度不變，故、正確，不可能?！敬鸢浮緾3某混合溶液中只含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，且n(NaCl)n(H2SO4)31。若以石墨電極電解該溶液，下列推斷中不正確的是()A整個電解的過程實質(zhì)是電解水B陽極先析出Cl2，后析出O2C電解液的pH不斷增大，最終大于7D陰極產(chǎn)物為H2【解析】由n(Cl)n(H)32可知，陽極先后發(fā)生反應(yīng)；2Cl2e=Cl2，2H2O4e=O24H；陰極只發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2?！敬鸢浮緼4某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl2Ag=2AgClH2能進行，設(shè)計了下列四個實驗，如圖所示，你

12、認為可行的方案是()【解析】此反應(yīng)為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，需設(shè)計成電解池，且Ag失電子作陽極，電解質(zhì)溶液中的H得電子生成H2?！敬鸢浮緾5下圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a電極質(zhì)量增加，b電極處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是表中的() abX溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl2【解析】由a電極質(zhì)量增加可知溶液中陽離子在a電極析出，則a為陰極，X為負極，故A正確；B中a電極不析出金屬，錯誤；C中X為正極，錯誤；又由b電極有無色無味氣體放出，D錯誤。【答案】A學(xué)業(yè)分層測評(二十二)(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達標(biāo)1電解池中，陽極

13、的電極材料一定()A發(fā)生氧化反應(yīng)B與電源正極相連C是鉑電極D得電子【解析】若陽極材料為活潑金屬，則直接發(fā)生氧化反應(yīng)；若為惰性電極，則最易失電子的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)?！敬鸢浮緽2關(guān)于下圖所示、兩個裝置的敘述，正確的是()A裝置名稱：是原電池，是電解池B硫酸濃度變化：增大，減小C電極反應(yīng)式：中陽極：4OH4e=2H2OO2中正極：Zn2e=Zn2D離子移動方向：中H向陰極方向移動，中H向負極方向移動【解析】中有外加電源為電解池，為原電池，A錯誤；中電解水，硫酸濃度增大，中負極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，B正確；中正極反應(yīng)為2H2e=H2，C錯誤；中H向正極移動，D錯誤?！敬鸢浮緽3用惰性電極電解下

14、列物質(zhì)的水溶液時，在陽極無氣體放出的是()AAgNO3BCuCl2CNaOHDNa2S【解析】用惰性電極電解給出的四種溶液時，在陽極分別是OH、Cl、OH、S2放電，產(chǎn)生的物質(zhì)分別是O2、Cl2、O2、S，故選D?！敬鸢浮緿4Cu2O可由電解制取，如圖所示，電解總反應(yīng)：2CuH2O=Cu2OH2。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極D該反應(yīng)也可設(shè)計為原電池【解析】電解總反應(yīng)：2CuH2O=Cu2OH2，金屬銅失電子，說明金屬銅一定作陽極，石墨做陰極，在陰極上是溶液中的氫離子得電子，產(chǎn)生氫氣，故A正確；銅電極本身失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯誤；銅電

15、極是電解池的陽極，接直流電源的正極，故C錯誤；反應(yīng)2CuH2O=Cu2OH2屬于非自發(fā)性的氧化還原反應(yīng)，不能設(shè)計成原電池，故D錯誤?！敬鸢浮緼5用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，符合題意的一組是()選項XYZWACFeNaClH2OBPtCuCu(NO3)2Cu(NO3)2溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體【解析】A項，2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，應(yīng)加入HCl復(fù)原；B項，2Cu(NO3)22H2O2CuO24HNO3，應(yīng)加入CuO或CuCO3復(fù)原；D項，AgNO3濃度保持不變。【答案】C6如圖，電解質(zhì)溶液

16、是NaCl的水溶液，通電一段時間后發(fā)現(xiàn)d極附近有黃綠色氣體產(chǎn)生，以下說法正確的是 ()Aa是電源的正極B電子流動的方向：dbCc極發(fā)生氧化反應(yīng)D如果將c、d兩電極互換，則c上也會生成黃綠色氣體【解析】d極附近有黃綠色氣體產(chǎn)生，應(yīng)該是Cl放電，說明d極是陽極，所以b是正極，A錯；電子流向是陰極電源正極，即dbac，所以B對；c極得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯；如果c是活性電極則不產(chǎn)生黃綠色氣體，D錯?！敬鸢浮緽7將一直流電源的正、負極(電極材料為Pt)，用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上，經(jīng)過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是()選項ABCD陽極藍白紅

17、藍陰極白藍藍藍【解析】陽極上I放電生成I2，使淀粉變藍，陰極上H放電后，使溶液中的c(H)c(H)，故溶液中有氫氧化銅藍色沉淀生成。D端為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2e=H2。【答案】(1)負正(2)4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2(3)銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍色沉淀生成(4)2H2e=H2能力提升13用Pt電極電解含有0.1 mol Cu2和0.1 mol X3的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與電路中通過電子的物質(zhì)的量n(mol)的關(guān)系如圖所示。則離子的氧化能力由大到小的排列正確的是()ACu2X3HBHX3Cu2CX3HCu2DCu2HX3【解析】本題的解

18、題信息在圖像中，開始通電就有固體析出，且通過0.2 mol電子后，就再沒有固體析出了，說明是Cu2放電的結(jié)果，X3不放電。故正確答案為D。【答案】D14Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理論設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如圖，電解總反應(yīng)為：2CuH2OCu2OH2。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銅電極連接直流電源的負極D當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1 mol Cu2O生成【解析】由電解總反應(yīng)方程式可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu做電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項錯誤；石墨做陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，A選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯

19、誤；陽極反應(yīng)式為2Cu2OH2e=Cu2OH2O，當(dāng)有0.1 mol 電子轉(zhuǎn)移時，有0.05 mol Cu2O生成，D選項錯誤?！敬鸢浮緼15三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A通電后中間隔室的SO向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負極反應(yīng)為2H2O4e=O24H，負極區(qū)溶液pH降低D當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成【解析】A項正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O4e=O24H，由于生成H，正極區(qū)溶液中陽離子增多，故中間隔室的SO向正極遷移，正極區(qū)溶液的pH減小。B項負極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O2e=H22OH，陰離子增多，中間隔室的Na向負極遷移，故負極區(qū)產(chǎn)生NaOH，正極區(qū)產(chǎn)生H2SO4。C項由B項分析可知，負極區(qū)產(chǎn)生OH，負極區(qū)溶液的pH升高。D項正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O4e=O24H，當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時