《同步蘇教化學(xué)選修四新突破講義：專題1 第2單元 第3課時(shí) 電解池的工作原理及應(yīng)用 Word版含答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《同步蘇教化學(xué)選修四新突破講義：專題1 第2單元 第3課時(shí) 電解池的工作原理及應(yīng)用 Word版含答案（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3課時(shí)電解池的工作原理及應(yīng)用目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解電解池的結(jié)構(gòu)，理解電解原理。能夠正確書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.了解電解熔融氯化鈉、電解飽和食鹽水、電鍍等電解原理的應(yīng)用。(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)3.掌握電解原理的有關(guān)計(jì)算。(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)1熔融氯化鈉的電解(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，在陽(yáng)極周圍有氣泡產(chǎn)生，在陰極上生成銀白色金屬。(2)實(shí)驗(yàn)分析：熔融氯化鈉中存在的微粒Na、Cl。通電后離子的運(yùn)動(dòng)：陽(yáng)離子Na(填離子符號(hào))移向陰極；陰離子Cl(填離子符號(hào))移向陽(yáng)極。電極上發(fā)生的變化： 陰極：2Na2e=2Na，陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熔融的氯化鈉在電流作
2、用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了鈉和氯氣。微點(diǎn)撥：工業(yè)上活潑金屬的制備通常用電解法。如NaCl(熔融)Na，MgCl2(熔融)Mg，Al2O3(熔融)Al。2電解池的基本概念(1)電解在直流電的作用下，在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。(2)電解池定義：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。組成：直流電源，固體電極材料，電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，構(gòu)成閉合回路。(3)電極及電極反應(yīng)陽(yáng)極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)。3電解CuCl2溶液裝置現(xiàn)象反應(yīng)陰極有紅色物質(zhì)析出Cu22e=Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極有黃綠色氣體生成2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))電池總反應(yīng)
3、CuCl2CuCl2微點(diǎn)撥：電解CuCl2溶液時(shí)，Cl、OH向陽(yáng)極移動(dòng)，還原性強(qiáng)的Cl優(yōu)先失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；Cu2、H向陰極移動(dòng)，氧化性強(qiáng)的Cu2優(yōu)先得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。4電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)(1)裝置(2)現(xiàn)象陽(yáng)極上有黃綠色氣體產(chǎn)生；陰極上有無(wú)色氣體產(chǎn)生，陰極附近溶液變紅色。(3)原理分析及電極反應(yīng)電解時(shí)，Cl、OH移向陽(yáng)極，H、Na移向陰極。陽(yáng)極離子放電順序：ClOH，電極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng))陰極離子放電順序HNa，電極反應(yīng)：2H2e=H2(還原反應(yīng))。電池反應(yīng)化學(xué)方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，離子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。微點(diǎn)
4、撥：陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò)。既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH反應(yīng)影響燒堿質(zhì)量。5電鍍(1)定義：應(yīng)用電解原理在某些金屬或非金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。(2)目的：增強(qiáng)材料的抗腐蝕能力；美觀或增加表面硬度。(3)電鍍池構(gòu)成如：在餐具上鍍銀時(shí)，餐具作陰極，銀作陽(yáng)極，含有銀離子的溶液作電解液。發(fā)生的反應(yīng)如下：陰極：Age=Ag(還原反應(yīng))。陽(yáng)極：Age=Ag(氧化反應(yīng))。微點(diǎn)撥：電鍍過(guò)程中電鍍液濃度基本不變。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)電解池中與直流電源正極相連的電極是電解池的陽(yáng)極。()(2)
5、惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，能使酚酞溶液變紅的是陽(yáng)極。()(3)在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用銅作陽(yáng)極，鍍件作陰極。()(4)工業(yè)上用電解熔融氯化鋁的方法制取金屬鋁。()答案：(1)(2)(3)(4)2用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負(fù)極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陰極上發(fā)生的反應(yīng)：2Cl2e=Cl2D通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體A電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陰極與直流電源的負(fù)極相連，陽(yáng)極與直流電源的正極相連，A項(xiàng)正確；電解質(zhì)在溶液中的電離是水分子的作用，與是否通電無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過(guò)程中陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)
6、為2Cl2e=Cl2，在陽(yáng)極附近可觀察到黃綠色氣體，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3下列描述中，不符合實(shí)際生產(chǎn)的是()A電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極B電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極D在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極C電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，陽(yáng)極反應(yīng)為6O212e=3O2，陰極反應(yīng)：4Al312e=4Al，若用鐵作陽(yáng)極，則陽(yáng)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，電解一段時(shí)間后，F(xiàn)e2在陰極上得電子被還原成Fe，而得不到Al。電解池中電極及電極產(chǎn)物的判斷1電解池的陰極、陽(yáng)極的判斷方法2電解產(chǎn)物的判斷方法3電解池電極反應(yīng)式、電池總反應(yīng)式的書寫書寫步驟具體操作判斷兩極陽(yáng)極：與電源正
7、極相連陰極：與電源負(fù)極相連判斷反應(yīng)微?；钚噪姌O：電極材料本身失電子溶液中的較易得電子的陽(yáng)離子反應(yīng)惰性電極：溶液中較易失去電子的陰離子反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式活性電極：Mne=MnMnne=M惰性電極：mRnmne=Rm書寫電解總方程式根據(jù)得失電子數(shù)相等，將陰陽(yáng)極電極反應(yīng)式相加得電解總反應(yīng)式，注意若是水電離的H或OH參與電極反應(yīng)，寫總反應(yīng)式時(shí)要寫成H2O(1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成化學(xué)式。(2)書寫兩極電極反應(yīng)式時(shí)，要確保兩極得失電子數(shù)目相等。(3)鐵作陽(yáng)極時(shí)，鐵失去電子生成Fe2而不是Fe3。(4)書寫電極反應(yīng)式時(shí)，要判斷陽(yáng)極溶解
8、生成的陽(yáng)離子是否和電解質(zhì)溶液中的陰離子發(fā)生反應(yīng)?！纠?】如圖所示，甲是剛浸過(guò)NaCl溶液的石蕊試紙，A、B兩銅片通過(guò)導(dǎo)線連接電源兩極，在銅片間的濾紙上滴一滴KMnO4溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A、B間的紫紅色圓點(diǎn)向A極移動(dòng)了一段距離。(1)與A相連的是電源的_極。(2)B電極上的電極反應(yīng)式為_，B電極附近有_色出現(xiàn)。解析：(1)當(dāng)通電一段時(shí)間后，A、B間的紫紅色圓點(diǎn)向A極移動(dòng)了，由于紫紅色是MnO的顏色，即MnO向A極移動(dòng)，因陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以A為電解池的陽(yáng)極(浸有NaCl溶液的石蕊試紙相當(dāng)于電解池)，則與A相連的是電源的正極。(2)B為陰極，H放電，B電極附近OH增多，顯堿性，有藍(lán)色出現(xiàn)
9、。答案：(1)正(2)2H2e=H2藍(lán)1如圖X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中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(用“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”填空)。Z槽中e為_極(用“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”填空)。連接Y、Z槽線路中，電子流動(dòng)的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_。寫出Y槽中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。寫出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_。解析：d極附近顯紅色，說(shuō)明d為陰極，電極反應(yīng)式為2H2e=H2，c為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，Y槽電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl2H2O2NaOHCl2
10、H2；直流電源中a為正極，b為負(fù)極，Z槽中f為陰極，e為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2，電子流動(dòng)方向由ed。答案：(1)負(fù)陽(yáng)(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu2惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)溶液濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰極：2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)陽(yáng)極：4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)NaOH水增大增大加水H2SO4水增大減小加水Na2SO4水增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小加氯化銅放H2生堿型
11、陰極：H2O放H2生堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通氯化氫放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小加氧化銅或碳酸銅【例2】用惰性電極進(jìn)行下列電解，有關(guān)說(shuō)法正確的是()電解稀硫酸電解Cu(NO3)2溶液電解KOH溶液電解NaCl溶液A電解進(jìn)行一段時(shí)間后四份溶液的pH均增大B反應(yīng)中電解一段時(shí)間后，向溶液中加入適量的CuO固體可使溶液恢復(fù)到電解前的情況C反應(yīng)中陽(yáng)極消耗OH，故溶液濃度變小D反應(yīng)中陰、陽(yáng)兩極上產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為21BA項(xiàng)，電解后溶液酸性增強(qiáng)，pH減??；B項(xiàng)，反應(yīng)為2Cu22H2O2CuO24H，故加入適量
12、CuO固體可使溶液恢復(fù)到電解前的情況；C項(xiàng)，反應(yīng)為2H2O2H2O2，故KOH濃度增大；D項(xiàng)，反應(yīng)為2Cl2H2OH2Cl22OH，陰極產(chǎn)生H2，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，二者物質(zhì)的量之比為11。2用碳棒作電極，在Na、Cu2、Cl、SO等離子中選出適當(dāng)離子組成電解質(zhì)，電解其溶液，寫出符合條件的一種電解質(zhì)的化學(xué)式：(1)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是_。(2)當(dāng)陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是_。(3)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出Cl2時(shí)，電解質(zhì)是_。(4)通過(guò)的電子的物質(zhì)的量與陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽(yáng)極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為421時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式是_。解析：(1)陰極放H2生成堿
13、，陽(yáng)極放O2生成酸，所以(1)實(shí)質(zhì)是電解水，故電解質(zhì)是活潑金屬的含氧酸鹽，即Na2SO4。(2)實(shí)質(zhì)是放氧生酸型，即電解質(zhì)是不活潑金屬的含氧酸鹽，即CuSO4。(3)實(shí)質(zhì)是放氫生堿型(或電解鹽酸，但鹽酸不符合題意)，即NaCl。(4)陽(yáng)極放出的氣體是O2，生成1 mol O2轉(zhuǎn)移4 mol電子，故金屬是2價(jià)，即為銅，故電解質(zhì)是CuSO4。答案：(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO41能用電解原理說(shuō)明的問(wèn)題是()電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解的原理可以實(shí)現(xiàn)任何溶液被電解時(shí)，
14、必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生ABCDD本題主要考查了電解原理。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程，故對(duì)、錯(cuò)；電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程，必將伴隨著兩個(gè)電極上氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)生成新的物質(zhì)，故、對(duì)；某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解供給電能可以實(shí)現(xiàn)，故對(duì)。所以選項(xiàng)都符合題意。故正確答案為D。2關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無(wú)色D電解一段時(shí)間后，將全部電解質(zhì)轉(zhuǎn)移到燒杯中充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行訠電解NaCl水溶液時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl2e=Cl
15、2，在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，發(fā)生反應(yīng)：Cl22KI=2KClI2，陽(yáng)極附近的溶液呈棕色；陰極反應(yīng)為2H2e=H2，由于該極H放電而促進(jìn)了水的電離，使陰極附近的溶液中c(OH)增大，滴入酚酞溶液，陰極附近的溶液呈紅色；電解NaCl水溶液的總反應(yīng)為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，最后溶液呈堿性，故正確答案為B。3關(guān)于電鍍銅和電解精煉銅，下列說(shuō)法中正確的是()A都用粗銅作陽(yáng)極、純銅作陰極B電解液的成分都保持不變C陽(yáng)極反應(yīng)都只有Cu2e=Cu2D陰極反應(yīng)都只有Cu22e=CuDA項(xiàng)電鍍時(shí)鍍件作陰極；B項(xiàng)電解精煉銅時(shí)電解液成分改變；C項(xiàng)電解精煉銅時(shí)，若有比銅活潑的金屬雜質(zhì)如鋅，則陽(yáng)極還會(huì)
16、發(fā)生Zn2e=Zn2的反應(yīng)。4用石墨作電極電解CuCl2和KCl混合溶液，電解初期陰極和陽(yáng)極分別析出的物質(zhì)是()AH2、Cl2BCu、Cl2CH2、O2DCu、O2B本題考查離子放電順序，溶液中的離子有：Cu2、K、H及Cl、OH五種離子，得電子能力：Cu2HK，失電子能力：ClOH，所以電解初期，陰極：Cu22e=Cu，陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2，故選B。5如圖所示，A、B、C三個(gè)裝置中的燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三個(gè)裝置中屬于原電池的是_(填標(biāo)號(hào)，下同)，屬于電解池的是_。(2)B池中C是_極，發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_ _；Pt是_極，發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_ _。B
17、池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)C池中Zn是_極，發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_ _；Cu是_極，發(fā)生_反應(yīng)，電極反應(yīng)為_。反應(yīng)過(guò)程中溶液濃度_(填“變大”“變小”或“不變”)。解析：(1)判斷裝置是原電池還是電解池，關(guān)鍵是看它有沒(méi)有外接直流電源，有則為電解池，無(wú)則為原電池。由此可知A為原電池，B和C為電解池，且C較為特殊，實(shí)際為電鍍銅的裝置。(2)在外電場(chǎng)的作用下，溶液中的H和Cu2均移向陰極C棒，但因鹽溶液中陽(yáng)離子得電子能力Cu2H，因而發(fā)生還原反應(yīng)Cu22e=Cu。同時(shí)溶液中失電子能力較強(qiáng)的Cl在陽(yáng)極Pt表面被氧化，電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2?？偡磻?yīng)方程式為CuCl2CuCl2。(3)裝置C中陽(yáng)極為活性電極Cu，當(dāng)陽(yáng)極不是惰性電極時(shí)，電極本身會(huì)被強(qiáng)迫失電子而發(fā)生氧化反應(yīng)Cu2e=Cu2，生成離子進(jìn)入溶液，此時(shí)溶液中陰離子不能失電子。而陰極上發(fā)生還原反應(yīng)Cu22e=Cu，兩極反應(yīng)速率相等，溶液中其他離子不發(fā)生反應(yīng)，因而溶液濃度保持不變。答案：(1)ABC(2)陰還原Cu22e=Cu陽(yáng)氧化2Cl2e=Cl2CuCl2CuCl2(3)陰還原Cu22e=Cu陽(yáng)氧化Cu2e=Cu2不變
同步蘇教化學(xué)選修四新突破講義：專題1 第2單元 第3課時(shí) 電解池的工作原理及應(yīng)用 Word版含答案
