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第3课时电解池的工作原理,专题1第二单元化学能与电能的转化,学习目标定位,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,一、电解原理,1.电解氯化铜溶液实验探究(1)按图所示装置完成实验，并填写下表。,说明电解质溶液导电，形成闭合回路,红色物质,析出金属铜,变蓝,产生了氯气,(2)实验原理分析氯化铜溶液中存在的离子有，通电前这些离子在溶液中作自由运动。通电时在电场的作用下，溶液中的离子作，即趋向a极，趋向b极。a极电极反应式是_，b极电极反应式是_，总反应式是_。结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的过程。,Cu2、Cl、H、OH,定向运动,Cl、OH,Cu2、H,2Cl2e=Cl2,Cu22e,=Cu,CuCl2CuCl2,电解,2.电解和电解池(1)电解：使电流通过而在两个电极上引起_反应的过程。(2)电解池：在外加电源的作用下，将转化为的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与电源相连的电极，发生反应；阳极：与电源相连的电极，发生反应。(4)电解池的构成条件具有直流电源；两个电极(阴极、阳极)；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。,电解质溶液或熔融电解质,氧化,还原,电能,化学能,负极,还原,正极,氧化,(5)电子和离子移动方向电子：从电源流向电解池的，从电解池的流向电源的。离子：阳离子移向电解池的；阴离子移向电解池的。,负极,阴极,阳极,正极,阴极,阳极,电解质溶液导电与金属导电的不同(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。,例1如下图所示装置中，属于电解池的是,答案,解析,解析根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不能形成电解池。,例2如图是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是A.a为负极，b为正极B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子浓度不变,答案,解析由图示电流方向可知，a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为Cu22e=Cu，d电极质量不断增加。,解析,电解池阴极和阳极的判断依据,方法点拨,二、酸、碱、盐溶液的电解规律,1.电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：AgCu2HPb2Fe2Zn2(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：活泼金属阳极S2IClOH含氧酸根。,2.酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：,4OH4e,=O22H2O,4H4e,=2H2,H2O,减小,增大,不变,H2O,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,2Cl2e=Cl2,Cu22e=Cu,HCl,增大,HCl,CuCl2,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,NaCl、H2O,增大,HCl,CuCl2,4OH4e,=O22H2O,2Cu24e,=2Cu,CuSO4、H2O,减小,CuO,或CuCO3,分析电解问题的基本方法思路(1)确定电解池的阴、阳两极，判断阳极是惰性电极还是活泼电极。(2)分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(3)通电后阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，判断两极上的放电顺序。(4)确定电极产物，书写电极反应式(注意遵循原子守恒和电荷守恒)。(5)分析电解时的相关变化，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。,例3判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)用石墨作阳极、铁作阴极分别电解稀硫酸和硫酸钠溶液时，它们阴极和阳极的产物都相同()(2)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极析出的物质分别是铜和氯气()(3)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Nae=Na()(4)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为4OH4e=O22H2O(),(5)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag2H2O4Ag4HO2()(6)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu2HClCuCl2H2(),易错警示,判断电极产物注意事项(1)先看阳极材料，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则根据阴离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中OH的存在。(2)不论阴极是什么材料，都按照阳离子放电顺序判断谁先放电，并注意溶液中H的存在。(3)注意电解物质的状态，是电解质溶液还是熔融电解质。,例4用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH减小,解析用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I2e=I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H2e=H2，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性，溶液变红色。,答案,解析,例5用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是A.AgNO3AgNO3B.NaOHH2OC.NaClNaClD.CuSO4Cu(OH)2,答案,解析,解析选项A，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化银；选项B，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的水；选项C，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需通入适量的氯化氢；选项D，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化铜。,方法点拨,电解后要使电解质溶液复原，须加入适量的某物质，该物质一般是阳极产物和阴极产物的化合物。即“出来什么、加入什么”。,学习小结,达标检测,1,2,3,4,5,6,1.下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是A.电解池是一种将电能转变成化学能的装置B.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D.与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应,答案,1,2,3,4,5,6,2.在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是A.电解质溶液是稀硫酸B.金属M是阳极，金属N是阴极C.M和N是石墨电极D.M是阴极，N是阳极,解析由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质在N极上析出，发生还原反应，为阴极；电解质溶液为盐溶液，M为金属电极。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,3.用石墨作电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是A.在阳极上析出金属铜B.在阴极上析出金属铜C.在阴极上产生有刺激性气味的气体D.阳极上发生还原反应,解析根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，阳极上放出有刺激性气味的氯气；阴极发生还原反应：Cu22e=Cu。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,4.(2017杭州高二调研)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为31的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有A.2Cu22H2O2Cu4HO2B.Cu22ClCuCl2C.2Cl2H2O2OHH2Cl2D.2H2O2H2O2,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析设混合溶液的体积为4L，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3mol和1mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu22ClCuCl2，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu22H2O2Cu4HO2；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2O2。,1,2,3,4,5,6,5.用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是A.石墨电极周围有大量的钠离子B.铁棒质量增加C.电子通过熔融电解质流向铁棒D.阴极发生氧化反应,解析氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na2e=2Na。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,6.用石墨作电极，在Na、Cu2、Cl、等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。,解析惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。,答案,解析,Na2SO4,1,2,3,4,5,6,(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是_。,解析实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。,答案,解析,(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_。,解析实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。,CuSO4,NaCl,1,2,3,4,5,6,(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时，电解质是_。,解析由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为14，知阳极产生气体为O2，1molO2转移4mole，金属与电子的物质的量之比为12，故金属为2价，即Cu2，即为CuSO4。,答案,解析,CuSO4,本课结束,
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