第二节 电解池.docx
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第二节电解池
第二节电能转化为化学能－电解
第一课时电解的原理
【学习目标】
1.通过对熔融氯化钠电解体系的分析，掌握电解、电解池的概念，清晰的建立起电极反应的概念，并能正确判断阴极和阳极。
2.掌握电解的基本原理
【联想质疑】
已知：
2mol固体钠与1mol氯气反应生成2mol固体氯化钠放出822.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式，并从能量转化和氧化还原的角度进行分析。
一、电解的原理
【交流·研讨】 电解熔融NaCl制备金属Na。
讨论课本11页两个问题
1.电解池－－借助反应，把能转化为能的装置.
电解池的构成：
、、。
电解池电极的确定：
（1）阴极：
与电源相连，电子，发生反应
①电极本身不参加反应
②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子
（2）阳极：
与电源相连，电子，发生反应
①惰性电极：
用石墨、金、铂等材料做的电极，一般通电条件下不发生反应；
电解质溶液中阴离子“争”失电子
②活性电极：
用铁、锌、铜等还原性较强金属做的电极，
活性电极作阳极时，优先发生氧化反应。
2原理
（1）电子的流向:
电子从外加电源的流出，流到电解池的，再从流回电源。
（注：
电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）
（2）离子定向移动的方向:
阳离子向移动,阴离子向移动.
小结：
画出电解熔融氯化钠的电解池装置图，指出电极、标出导线中电子的定向移动方向和熔融氯化钠中离子的定向移动方向、写出电极反应式和总反应方程式。
【课堂练习】书写使用惰性电极电解熔融氯化镁，氧化铝的电极反应方程式和总反应方程式
（1）电解熔融氯化镁
阳极：
；阴极：
；
总反应方程式：
。
（2）电解熔融氧化铝
阳极：
；阴极：
；
总反应方程式：
。
【达标检测】
1.下列说法错误的是（）
A．由电能转化为化学能的装置叫电解池
B．在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极
C．在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极
D．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应
2.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比是（）
A．1∶2∶3B.3∶2∶1C.6∶3∶1D.6∶3∶2
3.试写出惰性电极电解水
阳极：
；阴极：
；
总反应方程式：
。
第二节电能转化为化学能－电解
第二课时电解原理的应用——电解饱和食盐水
【学习目标】通过运用电解的原理分析食盐水的电解，了解较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值，掌握阴阳离子的放电顺序，正确判断电极产物。
【重点难点】电解食盐水的原理离子放电顺序和电极产物判断。
二、电解原理的应用电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气
【实验】在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如图）。
把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。
接通直流电源
后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。
现象：
阴极阳极
电极反应：
阴极阳极
电极产物：
阳极阴极
电解食盐水的总反应方程式为：
工业上利用这一反应原理，制取NaOH、Cl2和H2。
[分析讨论]
（1）食盐水中存在的离子（注意水的电离）：
阳离子
阴离子
（2）结合实验分析这些离子的得失电子能力（放电能力）的大小。
总结常见阳离子和阴离子的放电顺序
阳离子放电顺序：
（得电子能力）
阴离子放电顺序：
（失电子能力）
（3）电极反应式、电解方程式的书写：
练习：
写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，
①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：
阳极：
阴极：
②、然后写电极反应式：
阴极：
阳极：
③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；（电解化学方程式）
书写电极方程式的要点：
①先看电极；是否是活性电极做阳极
②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；
③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等；
【课堂练习1】甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，写出电极名称和电极反应式：
AB
CD
写出甲乙两池中的电解方程式：
【课堂练习2】在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:
_____________
类型
电解质
特点
实例
电极反应式
电解方程式
电解
对象
电解质溶液浓度变化
溶液PH
变化
溶液
复原
电解水型
H2SO4
NaOH
Na2SO4
电解质
分解型
HCl
CuCl2
放H2生
成碱型
NaCl
放O2生
成酸型
CuSO4
第二节电能转化为化学能——电解第三课时电解原理的应用---电解精炼铜、电镀
【学习目标】学会运用电解的原理分析铜的电解精炼；通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。
【学习过程】
复习:
离子放电顺序：
阳极：
阴极：
写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式：
CuCl2H2SO4CuSO4的方程式
一.铜的电解精炼：
（粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属）
画图表示电解法精炼铜的装置，并标明阴阳极和电解质溶液
阳极材料为发生的主要反应为：
（杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：
由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。
阴极材料为反应为。
总结铜的电解精炼:
做阳极，做阴极
电解池中离子浓度阳极质量的减少和阴极质量的增加
【课堂练习1】金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：
氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：
Ni2＋＋2e－→Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
二、电镀
【活动·探究】
根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：
铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁钉表面镀上一层铜。
思路：
铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成Cu2＋，溶液中的Cu2＋在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出了铜。
故要在铁制品表面镀铜，可让做阳极，为阴极，溶液为电解质溶液。
画出电镀铜的实验装置图，指出电极和电解质溶液：
写出电极反应式：
阳极：
阴极：
总结:
（1）电镀：
。
（2）电镀池的构成：
做阳极，做阴极，含有离子的盐溶液做电镀液。
（3）电镀液中离子浓度阳极质量的减少和阴极质量的增加
【课堂练习2】电解原理在化学工业中有广泛应用。
右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的实验现象是。
②Y电极上的电极反应式为。
检验该电极反应产物的方法是。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是，电极反应式为。
②Y电极的材料是，电极反应式为。
（说明：
杂质发生的电极反应不必写出）
（3）若要在铁制品表面镀上一层银，则可选用溶液为电解液，
①X电极的材料是，电极反应式为。
②Y电极的材料是，电极反应式为。
第二节电能转化为化学能——电解习题1
1、在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出（ ）
A．1.12L氢气B．1.12L氧气
C．2.24L氢气D．2.24L氧气
2、如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的（ ）
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
3、向水中加入等物质的量Ag+、Na+、Pb2+、Cl-、SO42-、NO3-，用惰性电极电解所得溶液，一段时间后阳极产物与阴极产物物质的量之比为（）
A.8∶1B.2∶1C.1∶1D.1∶2
4、如图装置中，通电后观察到Cu极溶解。
下列说法中错误的是（ ）
A．a极是直流电源的正极
B．Fe极是阳极
C．Pt极产生的气体体积是Ag极产生气体体积为1/2
D．硫酸铜溶液的浓度不变
5、某同学按右图所示的装置进行电解实验。
下列说法正确的（ ）
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＋H2SO4
CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上无铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
6、电解饱和食盐水制取氢气、氯气和氢氧化钠，工业上称为氯碱工业，氯碱工业主要设备是立式隔膜电解槽，电解槽的阴极材料是____；阴极反应式为____________阳极材料是______；阳极反应式为________________；若向两极附近滴入酚酞试液，在____极附近会出现红色，说明烧碱在____极生成，其原因是____________________，电解食盐水的总的化学方程式______________。
7、若向铜制工件上镀银，应将工件挂在电镀槽的______极，选用________溶液作电镀液，用______作阳极，在电镀过程中，理论上溶液中__________不会变化。
8、使用石墨电极电解KI溶液，阳极电极反应式为：
____________________，阴极电极反应式为：
___________________，电解方程式为：
________________________
用铜电极电解K2SO4溶液，阳极电极反应式为：
________________，阴极电极反应式为：
________________，电解方程式为：
____________________
9、用铂电极电解饱和
溶液50.90g，阳极产生气体标况下为56mL，则由阳极产生的气体体积为________，此时电解质溶液的浓度变化是________，（增大、减小或不变）．若要恢复到电解前状态需加________g水．
10、在如图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。
试回答：
（1）电源中X电极为直流电源的__________极。
（2）pH变化：
A：
________，B：
_______，C：
_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________（设电解前后溶液体积无变化）。
（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液中OH-的浓度为_______（设电解前后溶液体积无变化）。
第二节电能转化为化学能——电解习题2
1．用金属银做两个电极，电解硝酸银溶液一段时间，下列叙述正确的是（ ）
A．两极的质量无变化 B．溶液的pH减小
C．溶液的浓度变小 D．电解时，两极无气体产生
2.用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是（）
A.AgNO3B.H2SO4C.CuCl2D.NaCl
3、用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解过程中溶液pH依次升高、降低、不变的组是（ ）
A．
、
、
B．
、KOH、
C．KBr、
、
D．HCl、
、
4.电解CuCl2和NaCl的混合溶液，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
a极板
b极板
x电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
D
铜
石墨
负极
5．如下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是（ ）
6、电解装置如下图，如下图中所示，B装置盛2mol·
溶液，A装置中盛2mol·
溶液，通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试回答：
（1）A中发生反应的化学方程式________
（2）在B中观察到的现象是_________
（3）室温下，若以电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168L（标准状况下），若电解过程中无其他副反应产生，且溶液体积变化忽略不计，则t时A溶液OH-的浓度为________．
7、用下图装置进行电解实验，图中a、b、c、d均为铂电极，供选择的4组电解质溶液如下表所列，要求满足的条件是：
（1）工作一段时间后，甲杯中溶液的pH增大，乙杯中溶液的pH减小；
（2）b、c两极放电离子的物质的量相等。
填写以下空白：
（1）应选择的电解质溶液是____组。
（2）甲杯的电解方程式是________________；乙杯的电解方程式是_______________。
（3）当b极上析出7.1g电解产物时，c极上的电解产物是_______，其质量为____g。
8．按下图装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加
（1）乙杯中，两极发生的电极反应式是________、
；
（2）甲杯中发生反应的化学方程式是
________．
（3）C—C—Fe—Ag四个电极上析出或溶解物质的物质的量比是________．
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