2019高二化学 实验4 电解原理学案.docx

电解原理电解池1、 掌握电解、电解池及形成条件2、 学会电解池的基本原理，会判断一般电解反应产物3、 学会从实验现象探究实验本质的思维能力电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。CuCl2CuCl2 2H2OH2O2U型管、导线、直流电、电流表、水槽、小试管、碳棒、CuCl2溶液、水探究实验一步骤实验现象实验结论及解释将两根碳棒分别插入盛CuCl2溶液的U型管中，用导线直接将两个碳棒相连，观察现象。无现象碳棒与CuCl2溶液不发生反应，没有形成原电池，也没有形成电解池在U型管中注入CuCl2溶液，将两个碳棒用导线分别和直流电源的正极和负极相连，将一根碳棒插入到U型管中，另一根放在管外，观察现象。无现象有外接电源，但没有闭合回路，没有形成电解池，无明显现象将两根碳棒分别插入盛CuCl2溶液的U型管中，将两个碳棒用导线分别和直流电源的正极和负极相连（中间连接一个电流表），观察现象。再取两张湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在两个碳棒附近，在观察现象。电流表指针发生偏转，与电源负极相连的碳棒上覆盖了一层红色固体，与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，同时会看到放在这极的湿润的淀粉碘化钾试纸变成蓝色在通直流电的条件下，碳棒做电极，CuCl2溶液发生了氧化还原反应CuCl2Cu+Cl2，得到了铜和氯气。与电源正极相连的一极我们称之为阳极，发生了2Cl2eCl2；与电源负极相连的一极我们称之为阴极，发生Cu2+2eCu。CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl，通电前，Cu2+和Cl在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动，带负电的Cl向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。电解池构成条件：（1） 直流电源、两个电极；（2） 电解质溶液或熔融的电解质；（3） 闭合回路。探究实验二在一水槽中加入一定量的水，将两个碳棒分别用导线与电源的正负极相连后放入水槽中，再将两只盛满水的试管倒扣在水槽中的两个碳棒上（如上图装置），一段时间后观察实验现象。两根碳棒上均有气泡产生，与电源负极相连的一极（阴极）试管收集到的气体（氢气）的体积约为与电源正极相连的一极（阳极）收集到的气体（氧气）体积的2倍。在通电的条件下，水发生反应生成了氢气和氧气。水时弱电解质，发生电离产生了H+和OH，通电后，H+向阴极移动失电子，2H+2eH2；OH向阳极移动得电子，4OH4e2H2O+O2。总反应：2H2O2H2+O2实验分析：电解CuCl2溶液，溶液中除了CuCl2电离出了Cu2+和Cl，同时水也会电离出H+和OH，Cu2+、H+均向阴极移动，一段时间后观察现象只得到了碳棒上出现红色铜单质，无气泡产生，说明Cu2发生了还原反应，探究实验二证明了水电离出的H+通电条件下，也能发生还原反应，因此我们可以知道当有多种阳离子存在时，氧化性越强的离子先得到电子，发生还原反应。同理，阳极上，还原性强的离子先失电子发生氧化反应。电解池工作原理阳极：与电源正极相连，阴离子移向，发生氧化反应（如：2Cl2eCl2）阴极：与电源负极相连，阳离子移向，发生还原反应（如：Cu2+2eCu）装置类别电解池原电池电极名称阳极（与电源正极相连）阴极（与电源负极相连）负极（电子流出的电极）正极（电子流入的电极）电极反应类型氧化反应还原反应氧化反应还原反应能量转变电能转化为化学能化学能转化为电能构成条件两个电极电解质溶液或熔融电解质闭合回路直流电源活泼性不同的两个电极电解质溶液闭合回路自发进行的氧化还原反应如何判断装置是电解池还是原电池？如果是单一装置就看有无电源，有电源的就是电解池，无电源的则就是原电池如果是多装置串联在一起就用假设法看假如拿掉一个会出现什么情况情况要具体的对待电解池中的反应能否自发进行？不能分析电解反应的一般思路是什么？1明确溶液中存在哪些离子2阴阳两极附近有哪些离子3根据阳极氧化，阴极还原，谁强谁先反应原则分析得出产物电极的阳极电极材料是惰性材料还是活性材料活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料本身失电子发生氧化反应，若是惰性电极（Pt、Au、石墨），则看溶液中阴离子的失电子能力，发生氧化反应。1下列说法不正确的是（）A不能自发进行的氧化还原反应，一般可以通过电解实现B电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化C电解池和原电池中均发生氧化还原反应D电解、电离、原电池均需要通电【答案】D 【解析】电离不需要通电，而是溶于水或熔融状态下发生的；原电池也不需要通电。2关于下图所示、两个装置的叙述中正确的是（）A装置名称：是原电池，是电解池B硫酸浓度变化：增大，减小C电极方程式：中阳极反应为4OH4e2H2O+O2，中正极反应为Zn2eZn2+D离子移动的方向：中H+向阴极方向移动，中H+向负极方向移动【答案】B【解析】中有外加电源为电解池，为原电池，A项错误；中电解水，硫酸浓度增大，中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；中正极反应为2H+2eH2，C项错误；中H+向正极移动，D项错误。3有关电解原理的说法中正确的是（）电解是把电能转化为化学能；电解是把化学能转变为电能；电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A B C D【答案】D【解析】本题考查电解原理，清楚电解是把电能转变为化学能，故正确、错误；电解质溶液导电是靠阴、阳离子定向移动而实现，即是一个电解过程，故是化学变化，金属导电是电子定向移动而产生电流，是物理变化，故正确；电解是外加条件下进行的氧化还原反应，是不能自发进行的，故正确。4如图所示是电解CuCl2溶液装置，其中c、d为石墨电极，已知溶液中Cl向c极移动，则下列有关判断正确的是（）Aa为负极，b为正极Bc为阳极，d为阴极C电解过程中，d极质量减小D电解过程中，Cl浓度不变【答案】B【解析】电解质溶液中Cl向c极移动，说明电解质溶液中电流的方向由c指向d，则电源内部电流方向由b指向a，因此b为电源负极，a为电源正极（电源内部电流由负极到正极），c、d分别为阳极和阴极；电解过程中Cu2+在阴极（d极）放电析出，d极质量增加，Cl在阳极（c极）放电而消耗。5某兴趣小组设计如下图所示微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是（）A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H+2ClH2+Cl2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2+2e2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极做正极【答案】D【解析】断开K2，闭合K1时，构成电解池，反应的离子方程式为2Cl+2H2OCl2 +H2+2OH，石墨电极为阳极，发生反应：2Cl2e=Cl2；铜电极为阴极，发生反应：2H+2eH2，所以铜电极附近溶液变红。断开K1，闭合K2时，构成原电池，期中石墨电极为正极。6依据甲、乙、丙三图，判断下列叙述不正确的是（）A甲是原电池，乙是电镀装置B甲、乙装置中，锌极上均发生氧化反应C乙装置中，铜极因发生氧化反应而溶解D乙装置中，c(Cu2+)不变，丙装置中，c(Cu2+)减小【答案】B