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-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第1课时电解原理[明确学习目标]1.初步了解放电顺序。2.理解电解原理。3.掌握电解池电极反应式和总反应方程式的书写。1．电解池及其构成(1)定义将□01电能转化为□02化学能的装置。(2)构成①□03直流电源。②电解质溶液。③两个电极。阴极与电源□04负极相连，阳极与电源□05正极相连。④形成闭合回路。2．电解池的工作原理(以电解CuCl2溶液为例)分析(1)电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起□06氧化还原反应的过程。(2)电解CuCl2溶液的实验续表电解过程分析通电前存在微粒□07Cu2＋、□08Cl－、H＋、OH－微粒运动自由移动通电微粒运动□09Cu2＋、H＋移向阴极□10Cl－、OH－移向阳极-2-后电极反应阴极：□11Cu2＋＋2e－===Cu阳极：□122Cl－－2e－===Cl2↑总反应□13Cu2＋＋2Cl－=====电解Cu＋Cl2↑在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？提示：电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。1．电解池工作原理分析(1)找出电解质溶液(或熔融液)中所有自由移动的离子，只要有水就一定存在H＋和OH－。(2)接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，在该过程中电解质溶液(或熔融液)中的阳离子按氧化性由强到弱的顺序在阴极上得电子，发生还原反应，阴离子(或阳极金属)按还原性由强到弱的顺序在阳极上失电子，发生氧化反应。(3)电解产物的判断方法①阳极产物的判断先看电极再判断，如果是活性电极(除Au、Pt以外的金属电极都是活性电极)，则电极材料失去电子，被溶解；如果是惰性电极(如石墨、Au、Pt等电极)，根据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序：S2－I－Br－Cl－OH－。②阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序判断。阳离子放电顺序：Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋。2．用惰性电极电解电解质溶液的规律小结-3-[即时练]1．下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A．①②③④B．③④C．②③④D．③答案B解析电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。2．用石墨棒作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO2－4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________。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。(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4∶2∶1时，电解质的化学式是________________。答案(1)Na2SO4'(2)CuSO4'(3)NaCl'(4)CuSO4解析(1)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。(2)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。-4-(3)实质为放氢气生碱型(或电解盐酸，此处无H＋不合理)，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1∶4，知阳极产生气体为O21molO2转移4mole－，金属与电子的物质的量之比为1∶2，故金属为＋2价，即Cu2＋，即为CuSO4。规律方法解答有关电解问题的步骤(1)首先要判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池。(2)对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活泼金属电极，则被氧化的是电极本身。(3)若溶液中的阴、阳离子有多种，则根据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极反应式。(4)根据电极反应式解答相关问题。-5-本章归纳总结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．电解CuCl2和NaCl的混合溶液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质是()A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2答案B解析阴极放电顺序：Cu2＋＞H＋＞Na＋，故为Cu2＋放电：Cu2＋＋2e－===Cu。阳极放电顺序：Cl－＞OH－，故为Cl－放电：2Cl－－2e－===Cl2↑。3．用惰性电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是()①稀NaOH溶液②HCl溶液③酸性MgSO4溶液④酸性AgNO3溶液A．①③B．①②C．③④D．②④答案A解析阴极和阳极主要产物是H2和O2说明溶液中H＋和OH－分别在阴极、阳极放电。①中NaOH溶液和③中酸性MgSO4溶液均是H＋和OH－放电；②中HCl溶液，阴极是H＋放电产生H2，阳极是Cl－放电，生成Cl2；④中AgNO3溶液中Ag＋和OH－放电分别生成Ag和O2。4．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是()①CuSO4②BaCl2③AgNO3④H2SO4A．①②B．①③C．①④D．②④答案B解析阴极质量增加，说明溶液中含有不活泼金属的阳离子；电解液的pH下降，说明在阳极上是OH－离子放电，而金属离子相应的阴离子应是含氧酸的酸根，故本题的答案应为不活泼金属的含氧酸盐，选B。5．关于铅蓄电池的说法正确的是()A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO2－4(aq)===PbSO4(s)＋2e－-6-B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO2－4(aq)答案B解析A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电阳极应发生氧化反应。6．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用如图所示电解实验可制得白色的纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极材料应为________，b电极的电极反应式为____________。(2)电解液c可以是()A．纯水B．NaCl溶液C．NaOH溶液D．CuCl2溶液(3)d为苯，其作用为____________________________________________，在加入苯之前，对c溶液应如何简单处理____________________________。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是()A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度答案(1)Fe2H＋＋2e－===H2↑(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3加热c，除去溶解的O2(4)BC解析(1)为制得纯净的Fe(OH)2，则阳极Fe放电生成Fe2＋，则a极材料为Fe，b电极为阴极应为H＋放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。(2)A项纯水不导电，B、C项H＋放电，D项Cu2＋放电。(4)在较短时间内看到白色沉淀需增大反应速率，B、C可行。改用稀硫酸不能生成沉淀，降低电解液的浓度减慢反应速率。-7-