2021-2022学年高二化学人教版选修四学案:4.3.1-电解原理-Word版含解析.docx
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1、第三节电解池第1课时电解原理学习目标1.了解电解、电解池的概念。2.理解电解池的工作原理。(重点)3.能够正确书写电解池的电极反应方程式。(难点)一、电解CuCl2溶液1装置分析2试验原理分析(1)通电前,Cu2、H、Cl以及OH在溶液中作自由运动。通电时,在电极的作用下,这些自由运动的离子改作定向运动,即Cl、OH等阴离子趋向阳极,Cu2、H等阳离子趋向阴极。(2)两个电极上的反应和总反应:阳极(与电源正极相连):2Cl2e=Cl2,阴极(与电源负极相连):Cu22e=Cu,总反应:CuCl2CuCl2。(3)结论:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程。1溶液中含有Cu2、H,为什
2、么阴极是Cu2放电而不是H呢?【提示】阴极上得电子力气强的先放电,而氧化性Cu2H,故Cu2先得电子。二、电解原理1电解使电流通过电解质溶液在两个电极上引起氧化还原反应的过程。2电解池(1)定义:将电能转化为化学能的装置。(2)2电解质溶液导电时,确定会有化学反应发生吗?【提示】确定。1易误诊断(1)在电解池中,与外接电源正极相连的电极是阳极。()(2)用惰性电极电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH不变。()(3)电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等。()(4)电解氯化铜溶液时阴极上有气体生成。()【答案】(1)(2)(3)(4)2.(2021北京高考)用石墨电极电解CuCl2溶液
3、(见右图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应:Cu22e=CuD通电一段时间后,在阴极四周观看到黄绿色气体【解析】可利用电解质溶液中离子的移动方向推断出电源的正负极,并写出电极反应式和反应现象。A铜离子应移向阴极,则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的,并非通电才能发生。C.反应Cu22e=Cu应在阴极上发生,阳极上发生的反应应为2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后,应在阳极四周观看到黄绿色气体。【答案】A3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
4、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【解析】电离不需要通电,而是在溶于水或熔化状态下发生的。【答案】D4如图所示的装置能够组成电解池的是()【解析】电解池必需有外接电源,A、B不符合要求;C项未形成闭合回路。【答案】D同学分组探究一电解池电极与电极产物的推断第1步探究问题引入,自主探究1电解池中,阴、阳两极的材料与电解产物有关系吗?【提示】阳极产物与材料有关,阴极产物与材料无关。2电解CuSO4与NaCl的混合液,首先在阴、阳两极产生什么物质(用惰性电极)?【提示】阳极Cl2、阴极Cu。第2步阐述要点归纳,深化学问1电解池的阴、阳极的推断方法()阳极,()阴极
5、2电解时电极产物的推断(1)阳极产物的推断活性金属电极金属电极失电子,被溶解,生成对应金属阳离子。惰性电极(Pt、Au、C)阴离子失电子,生成对应非金属单质。(2)阴极产物的推断与电极材料无关,直接依据阳离子放电挨次进行推断,阳离子放电挨次:第3步例证典例印证,思维深化将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解,且电解时间足够长。有以下结论:溶液中几乎没有Br;电解质溶液为无色;最终溶液显碱性;K、Na和SO的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)()A B仅 C D均正确【解析】此题电解的是混合溶液,目的是考查同学对阴、阳离子放电挨次把握的
6、娴熟程度。溶液中存在的阴离子有:Cl、Br、SO、OH,阳离子有:K、Cu2、Na、H。因用Pt电极电解时间足够长,阴离子首先放电的是Br,其次是Cl,最终是OH,SO在溶液中不放电,阳离子先放电的是Cu2,其次是H。所以先电解CuBr2,阳极逸出Br2,阴极析出Cu,当CuBr2电解完毕后,相当于连续电解HCl(H来自于水中),当Cl被消耗尽后,则连续电解水。由于Cu2转化为单质铜,电解质溶液变为无色;Cl放电时,水电离出的H放电,使溶液中的c(OH)增大;由于电解时间足够长,水被消耗,c(K)、c(Na)和c(SO)会增大。【答案】A第4步运用精选习题,落实强化1电解池中,阳极的电极材料确
7、定()A发生氧化反应B与电源正极相连C是铂电极 D得电子【解析】若阳极材料为活泼金属,则直接发生氧化反应;若为惰性电极,则最易失电子的阴离子发生氧化反应。【答案】B2如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极四周溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是()Ax是正极,y是负极Ba极产生氢气,b极生成I2Ca极和Pt电极都有气泡产生DU形管中溶液的碱性增加【解析】淀粉遇碘变蓝b极生成I2,即确定b极发生反应2I2e=I2,则b极是阳极,x是负极,y是正极,a极H放电,发生反应2H2e=H2,产生氢气,U形管中总反应式为2KI2H2O2KOHH2I2,溶液的碱性增加,故A错误,B、D正确;石
8、墨为阴极,铂为阳极,电极反应分别是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2,C正确。【答案】A3现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液,装置如图,下列说法正确的是()A电解开头时阴极有H2放出B电解开头时阳极上发生:Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过0.1 mol时,此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中,SO不参与电极反应【解析】依据放电挨次阴极先放电的是Cu2,故阴极开头析出的是Cu,阳极先放电的是Cl,故阳极开头产生的是Cl2。故A、B错;由阴极反应Cu22e=Cu,n(Cu2)0.1 mol,当电路中通过电子的量达到0.2 mol
9、时,此时Cu2消耗完毕,阴极放电离子变为H,所以C错;阳极先是Cl放电,当Cl消耗完毕,此时H2O电离产生的OH开头在阳极放电,SO不参与电极反应。【答案】D4.依据如图所示装置回答:(1)当X为Pt,Y为Fe,Z为AgNO3时,阳极反应式为_,阴极反应式为_,电解反应式为_。(2)X为Cu,Y为Fe,Z为CuSO4时,阳极反应式为_,阴极反应式为_。【解析】电解池中与电源正极相连的是阳极(X),与电源负极相连的是阴极(Y)。【答案】(1)4OH4e=2H2OO24Ag4e=4Ag2H2O4AgNO34AgO24HNO3(2)Cu2e=Cu2Cu22e=Cu依据试验现象推断阴、阳极和电极产物实
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