第三节电解池

1第三节电解池【学习目标】1．掌握电解的概念及电解原理。2．正确书写电解池中电极反应和总反应方程式。3．了解氯碱工业、电镀等应用的反应原理。4．比较原电池和电解池的不同点。【自主学习】一．电解原理思考：（1）.原电池是把化学能转化为电能的装置，电能能否转化为化学能？(2)能否实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑若能，如何实现？阅读教材P79，回答下列问题：1.CuCl2在水溶液中的电离方程式：_________________________________。2.通电后观察到的现象：与电源______极相连的阴极石墨棒上析出一层________，另一极与电源______极相连，叫______极，该极上有_________产生，且该气体能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝，原因。3.电解过程：通电前，溶液中的离子____________________________,通电后，在电极的作用下，阳离子移向_________，阴离子移向_________；在阳极放电的离子是_________，发生_________反应，生成_________；在阴极放电的离子是_________，发生_________反应，生成_________；电极反应方程式为：阳极：_________________________________（）阴极：_________________________________（）总方程式为：____________________________________。【总结】（1）电解：__________________________________________________________叫做电解。电解池：______________________________的装置叫做电解池或电解槽。（2）构成电解池的条件①_________；②__________________；③__________________。（3）电解池的两极：阳极与_________相连，在阳极上发生_________反应；阴极与_________相连，在阴极上发生_________反应。（4）电解质溶液导电的实质：电解质溶液导电的过程，就是_________过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。（5）离子的放电：阴、阳离子在两极得失电子的过程称放电；多种阳离子或多种阴离子分别移向阴极、阳极时，优先放电的离子是__________________________________。【练习】1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是()A．与电源正极相连的是电解槽的阴极B．与电源的负极相连的是电解槽的阴极C．在电解槽的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极2．以石墨为电极电解HCl溶液，画出装置图，标出电极名称并写出电极反应式及电解的总反应式。电极反应式：电解的总反应式：3.设计实验：电解NaCl饱和溶液，画出装置图，标出电极名称并写出电极反应式及电解的总反应式。2二.电解原理的应用：1.氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱、氯气、和氢气阅读教材P80—81，填空：通电前溶液中含有的离子是_______________；通电时,________________移向阴极，_______________放电；_______________移向阳极，_______________放电。电极反应式为：阳极________________________()、阴极()电解总方程式为___________________________。因___________放电，导致水的电离平衡H2OH++OH-向右移动，致使_____浓度变大。【思考】：如何检验有NaOH和Cl2生成？2.电镀：（1）电镀是应用___________在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。（2）电镀的目的主要是。（3）电镀的原理：阳极_________________，阴极_________________，电镀液______________________。例：在铁制品上镀一层铜①阳极是___________，阴极是___________，电解质溶液是______________________。②化学原理：阳极反应：____________________________阴极反应：_________________________。【思考】：(1).电镀铜时，为什么电镀液中铜离子的浓度基本保持不变？（2）铁制品上镀一层锌，画出装置图，标出电极名称并写出电极反应式：①阳极是___________，阴极是___________，电解质溶液是______________________。②化学原理：阳极反应：____________________________阴极反应：____(3)．粗铜的精炼：阳极是___________，阴极是___________，电解质溶液是______________。阳极反应：_____________________________________________阴极反应：_________________________________________。3.电冶金（1）金属冶炼的本质：_____________________________________________。（2）电冶金：电解法是冶炼金属的一种重要方法。本方法适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼的金属。如电解法制钠：熔融氯化钠的电离方程式：_____________________,通直流电后,阴极：_________________；阳极：___________________总反应方程式为：___________________________________。3【总结】1.原电池与电解池的比较：（见教材P82）2.放电及电解时电解产物的确定：阳离子得到电子或阴离子失去电子发生氧化还原反应的过程叫做放电。(1)阳极产物的判断：首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极本身失电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根(SO24、NO3等)F－。(2)阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(H+浓度较大时)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H+浓度较小时)A13+Mg2+Na+Ca2+K+【练习】1.以石墨为电极电解下列溶液，画出装置图，标出电极名称并写出电极反应式及电解的总反应式：H2SO4NaOHNa2SO4KClBaCl2CuSO4AgNO32．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:13.（07江苏化学第11题）某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（）A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H＋的浓度不断增大4.在如图所示中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加,b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOH4C银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl25.用石墨做电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2+）为0.5mol/L时停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状（）A.CuSO4B.CuOC.Cu（OH）2D.CuSO4·5H2O6.（07全国1理综第8题）以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为（）A0.64gB1.28gC2.56gD5.12g【课堂达标】1.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性2.电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小，②阴极质量增加，③电解过程中Cu2+浓度不变。则可选用的电极是()A．石墨作阳极，铁作阴极B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极C．纯铜作阳极，铁作阴极D．铁作阳极，纯铜作阴极3.下列关于铜电极的叙述正确的是（）A．铜锌原电池中铜是负极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极4.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．AgNO3（AgNO3）B．NaOH（NaOH）C．KCl（KCl）D．CuSO4(CuO)5．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显下降的是()6.用惰性电极分别电解以下各物质的水溶液：KCl、CuCl2、AgNO3、H2SO4、KOH、Na2SO4，在两极均产生气体，且体积比为2∶1的是()A．KCl、AgNO3B．AgNO3、Na2SO4、H2SO4C．CuCl2、Na2SO4、KOHD．Na2SO4、KOH、H2SO47．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO42－、Cl－五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是__________。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是______________。(3)以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是____________。5