1、第三節(jié)電解池第1課時(shí)電解原理學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.會(huì)描述電解池的工作原理，能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。2.熟悉電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法。一電解原理1.用氧化還原反應(yīng)的觀點(diǎn)分析判斷下列各組微粒具有的性質(zhì)，填寫下表。組別微粒性質(zhì)強(qiáng)弱順序第1組Zn2、Na、Cu2、H氧化性第2組Cu、Fe、OH、Cl還原性2.按下圖所示裝置完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)產(chǎn)生了氯氣3.實(shí)驗(yàn)原理分析(1)氯化銅溶液中的電離過程有C

2、uCl2=Cu22Cl，H2OHOH；溶液中存在的離子有Cu2、Cl、H、OH，通電前，這些離子在溶液中作自由運(yùn)動(dòng)。(2)通電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子作定向運(yùn)動(dòng)，即Cl、OH趨向a極，Cu2、H趨向b極。(3)a極電極反應(yīng)式是2Cl2e=Cl2，b極電極反應(yīng)式是Cu22e=Cu，總反應(yīng)式是CuCl2CuCl2。(4)結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。歸納總結(jié)電解原理(1)電解是使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在兩個(gè)電極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。(2)電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電極名稱陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極：與電源正極相連的電極

3、，發(fā)生氧化反應(yīng)。(4)電解池的構(gòu)成條件：具有與直流電源相連接的兩個(gè)電極(陰極、陽極)，插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中，形成閉合回路。(5)電子和離子移動(dòng)方向電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極，從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極。提醒金屬導(dǎo)電是因?yàn)樵陔妶?chǎng)作用下，自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，是物理變化；而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是因?yàn)榘l(fā)生了氧化還原反應(yīng)，是化學(xué)變化。1.如下圖所示裝置中，屬于電解池的是()答案C解析判斷某裝置是否為電解池，要以構(gòu)成電解池的三個(gè)基本條件為標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)成電解池的三個(gè)條件：有與直流電源相連的兩個(gè)電極；有電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)；能形成閉合回路。2.

4、如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是()A.a為負(fù)極，b為正極B.a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解析根據(jù)圖示電流方向，先確定a是電源正極，b是電源負(fù)極；則c是電解池的陽極，電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2，溶液中氯離子不斷減少；d是電解池的陰極，電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，d電極質(zhì)量不斷增加。二酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律1.有下列兩組離子：Cu2、Na、H、Ag；Cl、I、SO、OH。電解時(shí)，移向陽極的是，放電先后順序是IClOHSO；移向陰極的是，放電先后順序是AgCu2HNa。2.用惰性電極電解酸、堿、

5、鹽溶液，填寫下表：電解質(zhì)及類別電極反應(yīng)式電解物質(zhì)pH變化溶液復(fù)原方法電解水型H2SO4含氧酸陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2H2O減小加入H2ONaOH強(qiáng)堿增大Na2SO4活潑金屬的含氧酸鹽不變電解電解質(zhì)型HCl無氧酸陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2HCl增大加入HClCuCl2不活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl2e=Cl2陰極：Cu22e=CuCuCl2加入CuCl2放H2生堿型NaCl活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2NaCl、H2O增大加入HCl放O2生酸型CuSO4不活潑金屬的含氧酸鹽陽極：4OH4e=O22H2O陰極：2Cu2

6、4e=2CuCuSO4、H2O減小加入CuO或CuCO3歸納總結(jié)1.分析電解問題的基本方法思路(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析通電前溶液中含有哪些陰、陽離子(包括水電離出的H和OH)。(3)然后根據(jù)通電后，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰先在電極放電。(4)判斷電極產(chǎn)物，正確書寫電極反應(yīng)式要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)結(jié)合題目要求分析電解時(shí)的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化、pH變化等。2.電極反應(yīng)規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活潑電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：Ag

7、Cu2HPb2Fe2Zn2電解水溶液時(shí)，KAl3不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。(2)陽極：溶液中還原性強(qiáng)的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電順序：金屬陽極S2IClOH含氧酸根。3.電解質(zhì)溶液復(fù)原措施一般加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物。3.如圖為直流電源電解稀Na2SO4溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()A.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色B.a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色C.逸出氣體的體積，a極的小于b極的D.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激

8、性氣味氣體答案B解析a極為陰極，H2O電離出的H放電，促進(jìn)H2O的電離平衡向右移動(dòng)，c(OH)增大，石蕊溶液變藍(lán)色，b極為陽極，H2O電離出的OH放電，c(H)增大，石蕊溶液變紅色，A項(xiàng)不正確、B項(xiàng)正確；a極產(chǎn)生H2，b極產(chǎn)生O2，H2的體積是O2體積的2倍，故C、D項(xiàng)不正確。4.用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種物質(zhì)(方括號(hào)內(nèi)物質(zhì))，能夠使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是()A.AgNO3AgNO3B.NaOHH2OC.KClKClD.CuSO4Cu(OH)2答案B1.下列關(guān)于電解池工作原理的說法中，錯(cuò)誤的是()A.電解池是一種將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置B.電解池中發(fā)生的反應(yīng)是非

9、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)C.電解池工作時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)D.與原電池不同，電解池放電時(shí)，電極本身不會(huì)參加電極反應(yīng)答案D2.用惰性電極電解下列溶液，其中隨著電解的進(jìn)行，溶液pH逐漸減小的是()氯化鈉溶液硫酸銅溶液氫氧化鈉溶液稀硫酸稀鹽酸硫酸鈉溶液A. B.C. D.答案C3.用石墨電極電解CuCl2溶液。下列分析正確的是()A.a端是直流電源的負(fù)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(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體答案A解析在電解池中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，由Cu2和Cl的移動(dòng)方向可知，a為負(fù)極，b為正極，A項(xiàng)正確；電解質(zhì)在溶液

10、中的電離是在水分子的作用下進(jìn)行的，并非通電才發(fā)生，B項(xiàng)錯(cuò)；陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，故C、D項(xiàng)均錯(cuò)。4.以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)，下列說法錯(cuò)誤的是()A.陰極附近溶液呈紅色B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小答案D解析以石墨為電極電解KI溶液，在陽極I放電：2I2e=I2，在陰極H2O電離產(chǎn)生的H放電：2H2e=H2，由于H放電促進(jìn)了H2OHOH的平衡正向移動(dòng)，c(OH)增大，溶液呈堿性。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)；由于電解產(chǎn)物有KOH，所

11、以溶液的pH逐漸增大。5.如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法中正確的是()A.X是正極，Y是負(fù)極B.X是負(fù)極，Y是正極C.CuSO4溶液的pH逐漸增大D.CuSO4溶液的pH不變答案A解析根據(jù)題意，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色，說明b極上有H2產(chǎn)生，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，即b為陰極，則Y為負(fù)極，X為正極，A正確、B錯(cuò)誤；X為正極，則Pt作陽極，電極反應(yīng)式為4OH4e=2H2OO2，c(OH)不斷減小，則c(H)不斷增大，溶液的pH逐漸減小，C、D錯(cuò)誤。6.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，X、Y都是

12、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。請(qǐng)回答以下問題：(1)電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_。(2)Y電極上的電極反應(yīng)式為_，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。答案(1)2H2e=H2放出氣體，溶液變紅(2)2Cl2e=Cl2把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色解析據(jù)圖可知，X是陰極，Y是陽極，陰極反應(yīng)式是2H2e=H2，現(xiàn)象為放出氣體，溶液變紅；陽極反應(yīng)式是2Cl2e=Cl2，檢驗(yàn)氯氣，可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色即證明有氯氣產(chǎn)生。40分鐘課時(shí)作業(yè)經(jīng)典基礎(chǔ)題題組1電解池的電極名稱的判斷1.關(guān)于原電池、

13、電解池的電極名稱，下列說法錯(cuò)誤的是()A.原電池中失去電子的一極為負(fù)極B.電解池中與直流電源負(fù)極相連的一極為陰極C.原電池中相對(duì)活潑的一極為正極D.電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽極答案C解析根據(jù)兩池的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)原理可確定，原電池中相對(duì)活潑的一極為負(fù)極。2.電解池中，陽極的電極材料一定()A.發(fā)生氧化反應(yīng) B.與電源正極相連C.是鉑電極 D.得電子答案B解析陽極材料為活潑金屬，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)。題組2電解規(guī)律3.用惰性電極電解某溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成，則電解一段時(shí)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

14、該溶液的pH可能減小該溶液的pH可能不變?cè)撊芤旱臐舛瓤赡茉龃笤撊芤旱臐舛瓤赡懿蛔冊(cè)撊芤旱臐舛瓤赡軠p小A. B. C. D.全部答案C4.下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2答案C解析本題考查離子放電順序的應(yīng)用，考查學(xué)生的分析判斷能力。電解鹽酸的方程式為2HClCl2H2，電解CuCl2溶液的方程式為CuCl2CuCl2，A選項(xiàng)錯(cuò)；電解CuSO4溶液的方程式為2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，B選項(xiàng)錯(cuò)；電解NaBr

15、溶液的方程式為2NaBr2H2O2NaOHH2Br2，D選項(xiàng)錯(cuò)。題組3電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫5.有關(guān)甲、乙、丙、丁四個(gè)圖示的敘述正確的是()A.甲中負(fù)極反應(yīng)式為2H2e=H2B.乙中陽極反應(yīng)式為Age=AgC.丙中H向碳棒方向移動(dòng)D.丁中電解開始時(shí)陽極產(chǎn)生黃綠色氣體答案C解析由圖知，甲、丙為原電池，甲中Zn為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2，A錯(cuò)；丙中Fe為負(fù)極，C為正極，H向正極移動(dòng)，C正確；乙、丁為電解池，乙中Ag作陽極，本身失電子，B錯(cuò)；丁中放電順序：ICl，開始產(chǎn)生I2，D錯(cuò)。6.用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有()

16、2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2HH2Cl22H2O2H2O2A. B. C. D.答案D解析設(shè)混合溶液中CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量分別為1 mol和3 mol，根據(jù)放電順序可看作是1 mol CuCl2、1 mol NaCl和1 mol Na2SO4，首先是電解CuCl2溶液，Cu22ClCuCl2；其次電解NaCl溶液，2Cl2H2O2OHH2Cl2；最后電解NaOH和Na2SO4的混合液，電解方程式為2H2O2H2O2，故選D。題組4原電池、電解池的比較7.關(guān)于下圖所示、兩個(gè)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

17、小C.電極反應(yīng)式：中陽極：4OH4e=2H2OO2，中正極：Zn2e=Zn2D.離子移動(dòng)方向：中H向陰極方向移動(dòng)，中H向負(fù)極方向移動(dòng)答案B解析中有外加電源，為電解池，為原電池，A錯(cuò)誤；中電解水，硫酸濃度增大，中負(fù)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(cuò)誤；中H向正極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。8.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(fù)極B.兩個(gè)銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨是陰極D.兩個(gè)番茄都形成原電池答案A解析根據(jù)圖示推知左側(cè)為原電池，其中Zn作負(fù)極，Cu作正極，Cu片上發(fā)生還原反應(yīng)；右側(cè)為電解池，其中Cu為陰

18、極，發(fā)生還原反應(yīng)，C為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。9.如圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為a極：Cu22e=Cu；b極：Fe2e=Fe2。下列說法不正確的是()A.裝置中電解質(zhì)溶液一定含有Cu2B.該裝置一定是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.a、b可能是同種電極材料D.a極上一定發(fā)生還原反應(yīng)答案B解析該裝置既可構(gòu)成原電池，也可構(gòu)成電解池。當(dāng)構(gòu)成原電池時(shí)，a極材料是活動(dòng)性比鐵差的金屬或石墨，b極為鐵，電解質(zhì)溶液含Cu2；當(dāng)構(gòu)成電解池時(shí)，a極作陰極，b極作陽極且必須是鐵電極，電解液中含Cu2。10.將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是()A.Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B.電子沿ZnabCu路徑流動(dòng)C.片刻后甲池中c(

19、SO)增大D.片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色答案A解析A選項(xiàng)中，K閉合后，Zn作原電池的負(fù)極，Cu作原電池的正極，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)；B選項(xiàng)中電子流向是由負(fù)極到正極，但ab這一環(huán)節(jié)是溶液中的離子導(dǎo)電，電子并沒沿此路徑流動(dòng)；C選項(xiàng)中SO濃度基本保持不變，只是鹽橋中的Cl和K分別向甲、乙兩燒杯中移動(dòng)；D選項(xiàng)中濾紙a點(diǎn)是陰極，H放電，溶液中OH濃度增大，顯堿性，濾紙a點(diǎn)變紅色。能力提升題11.從NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對(duì)其溶液進(jìn)行電解。(1)兩極分別放出H2和O2時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是_。(2)若陰極析出金屬，陽極放出O2，電解質(zhì)的

20、化學(xué)式可能是_。(3)兩極分別放出氣體，且體積比為11，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是_。答案(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2解析(1)組為電解水型，即陽極OH放電，陰極H放電。(2)組陽極OH放電，陰極排在H后的金屬陽離子放電。(3)組氣體體積比為11，不是電解水型，經(jīng)分析可得相應(yīng)答案。12.如圖X是直流電源。Y池中c、d為石墨棒，Z池中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。(1)電源上b為_極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”，下同)。Z池中e為_極。連接Y、Z池線路中，電子流動(dòng)的方向是d_e(用“”或

21、“”填空)。(2)寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_。寫出Y池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。寫出Z池中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_。答案(1)負(fù)陽(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu2解析d極附近顯紅色，說明d為陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，c為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，Y池電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；直流電源中a為正極，b為負(fù)極，Z池中f為陰極，e為陽極，電極反應(yīng)式分別為Cu22e=Cu、Cu2e=Cu2，電子流動(dòng)方向由ed。13.下圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH3O24KOH2K2CO36H2O(1)請(qǐng)回答圖中甲、乙兩池的名稱：甲池是_裝置，乙池是_裝置。(2)請(qǐng)回答下列電極的名稱：通入CH3OH的電極名稱是_，B(石墨)電極的名稱是_。(3)寫出下列電極反應(yīng)式：通入O2電極：_；A(Fe)電極：_。(4)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式