高三化学基本概念与基本理论电解池的工作原理及应用.docx

1、高三化学基本概念与基本理论电解池的工作原理及应用授课类型C 电解池的工作原理及应用授课日期及时段一、专题检测 1、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纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()AAgNO3AgNO3 BNaOHH2O CKClKCl DCuSO4Cu(OH)2答案B解析A项：4AgNO32H2O4AgO24HNO3脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。(加入AgNO3，会使NO的量增加)；B项：2H2O2H2O2脱离反应体系的是2H2O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C项：2KCl2H2O

2、2KOHH2Cl2脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。(加入盐酸时，同时也增加了水)D项：2CuSO42H2O2H2SO42CuO2脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。2、500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 molL-1,用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)。下列说法正确的是( )A.上述电解过程中共转移2 mol电子 B.原混合溶液中c(K+)为2 molL-1C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2

3、molL-1【解析】选B。阳极：4OH-4e-=2H2O+O2,阴极，首先Cu2+放电：Cu2+2e-=Cu,Cu2+反应完H+放电：2H+2e-=H2,当阳极收集到22.4 L O2时，转移4 mol e-，阴极上收集到22.4 L H2时，转移2 mol e-，根据各电极电子守恒得出Cu2+得到2 mol e-，生成1 mol Cu；因为4 mol OH-放电，2 mol H+放电，所以电解后溶液呈酸性，c(H+)=2 mol/0.5 L=4 molL-1，所以A、C错误。根据溶液中电荷守恒得原混合溶液中c(K+)=2 molL-1。3、下列事实不能用金属活动性解释的是( )A.生活中可用

4、铝制的水壶烧水 B.镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品C.工业上常用热还原法冶炼铁，用电解法冶炼钠 D.电解法精炼铜时，其含有的Ag、Au杂质沉积在电解槽的底部【解析】选A。可用铝制的水壶烧水是因为铝壶表面有一层致密的氧化膜，阻止了铝与水的接触；镀锌铁制品破损后，形成原电池，因为锌比铁活泼，锌作负极，保护铁；工业上常用热还原法冶炼铁，用电解法冶炼钠，是因为钠太活泼；电解法精炼铜时，其含有的Ag、Au杂质沉积在电解槽的底部，是因为铜比Ag、Au活泼。二、知识梳理电解原理1、定义：电解是在 作用下，电解质在 上分别发生 的过程电解质导电的实质是 电解池由 、 以及 组成2、 画出用惰性电极电解C

5、uSO4溶液的装置图 ，回答下列问题： 与电源_极相连的电极是阳极，发生_反应，写出电极反应式_，电解时溶液中_离子向阴极移动，写出电解总反应的离子方程式： _.3、放电顺序：（1）用惰性材料作电极时，阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是 。阳离子在 极上放电，常见的阳离子的放电顺序是 （2）阳极材料是活性电极（除 _、_之外的金属）时，阳极本身优先失电子被氧化。【小结】 1、书写电解池的电极反应(1) _ (2)_ 2、书写电解总反应的离子方程式时，放电离子来自强电解质的才能写成离子形式。4、酸、碱、盐溶液以及熔融物的电解规律表（惰性电极）电解质类别电解对象实例浓度变化PH复原所加物质电

6、极反应总反应强碱NaOH含氧酸H2SO4氢前金属含氧酸盐Na2SO4无氧酸（HF除外）HCl氢后金属无氧酸盐CuCl2氢前金属无氧酸盐NaCl氢后金属含氧酸盐CuSO4电解熔融物质Al2O3电解的应用1、 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）下图表示一个电解池，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。若X、Y都是惰性电极，a是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极观察到的现象是 原因是 Y电极上的电极反应式为 检验该电极反应产物的方法是 2、 铜的电解精炼粗铜中含有的杂质通常为 等。电解时，粗铜与直流电源的

7、 极相连，作 极，该电极的主要反应为 ，副反应为 。用 接直流电源的 极，作 极，该电极的主要反应为 ，用 作电解液。电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ，阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。 3、电镀 电镀时，电镀液通常采用 溶液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的 极相连，作 极；而用 _或_ _ 作 极，与直流电源的 极相连。例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 阴极反应式为 ，电镀液中Cu2+的浓度 4、电解法冶炼活泼金属 Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。写出有关方程式 、 、 1、直流电 两个电极 氧化反应和还原反应 电解质溶液或

8、熔融态电解质的电解过程直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质2、， 正 、氧化、4OH4e+2H2O+O2、阳、 2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+3、（1）阳 S2IBrCl.OH含氧酸根 阴 Ag+Fe3+Cu2+H+ （2）Au Pt小结：书写电解池的电极反应（1）阳极电极反应的写法：阳极是活性电极时，阳极本身放电；阳极是惰性电极时，溶液中的阴离子放电。（2）阴极电极反应的写法：一定是溶液中的阳离子放电。4、酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）电解质类 别电解对象实例浓度变化PH复原所加物质电极反应总反应强碱H2ONaOH增大增大H2O阴极：4H+4e_=2H2阳极：4O

9、H=2H2O+O2+4e2H2O2H2+O2含氧酸H2SO4增大减小H2O氢前金属含氧酸盐Na2SO4增大不变H2O无氧酸（HF除外）电解质HCl减小增大HCl阴极：2H+2e_=H2阳极：2Cl=Cl2+2e2HClCl2H2氢后金属无氧酸盐CuCl2减小CuCl2阴极：Cu2+2e=Cu阳极：2Cl=Cl2+2eCuCl2Cu+Cl2氢前金属无氧酸盐电解质和水NaCl减小增大HCl阴极：2H+2e_=H2阳极：2Cl=Cl2+2e2Cl +2H2OCl2+H2+2OH氢后金属含氧酸盐电解质和水CuSO4减小减小CuO阴极：2Cu2+4e=2Cu阳极：4OH=2H2O+O2+4e2Cu2+2

10、H2O2Cu+O2+4H+电解熔融物质Al2O3阴极：4Al3+12e=4Al阳极：6O2=3O2+12e2Al2O34Al3O21、2H+2e=H2 有气泡冒出，溶液变红 原因：H2O电离出的H+放电生成H2逸出，使阴极区H+浓度减小，导致水的电离平衡H2O H+OH右移，使阴极区OH浓度变大2Cl=Cl2+2e 将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近Y电极附近的支管口，若试纸变蓝，则证明该气体为Cl22、Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt ； 正； 阳 ； Cu= Cu2+2e ； Zn= Zn2+2e Fe= Fe2+2e Ni= Ni2+2e ； 精铜 ； 负 ； 阴 ；Cu2+2e=Cu ；硫酸

11、酸化的CuSO4溶液；减小； 减轻 ；增重； 不相等3、含镀层金属离子 ； 负 ； 阴 ；镀层金属、惰性电极材料 ；正 ；阳 ；Cu= Cu2+2e ；Cu2+2e=Cu 不变4、2NaClCl2+2Na MgCl2Cl2Mg 2Al2O34Al3O2三、专题突破考点一、原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在金属表面镀一层其他金属或合金的装置 装置举例形成条件活泼性不同的两电极电解质溶液（电极插入其中）形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路 镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有

12、镀层金属离子 电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属） 阳极：与电源正极相连的电极阴极：与电源负极相连的电极 名称同电解池，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件 电极反应负极：氧化反应正极：还原反应 阳极：氧化反应，金属电极失电子或溶液中的阴离子失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子 【典例1】如图所示装置中，X是铁，Y是石墨电极，a是硫酸钠溶液，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液，下列叙述正确的是( )A.闭合K1，断开K2，X极放出H2B.闭合K1，断开K2，Y极为阳极C.闭合K2，断开K1，

13、Y极的电极反应式为：O22H2O4e-=4OH-D.闭合K2，断开K1，工作一段时间后，X电极附近显红色【解析】选D。闭合K1，断开K2，形成原电池，X极为负极，铁失去电子，不会放出H2，Y极为正极，故A、B错误；闭合K2，断开K1，形成电解池，Y极的电极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O，X电极H+放电，X极附近OH-浓度增加，故C错误，D正确。 【变式1】如图所示，a、b是两根石墨棒，下列叙述正确的是( )A.a是阴极，发生还原反应，b是阳极，发生氧化反应B.装置工作时，稀硫酸溶液中c(H+)变小、c(Cu2+)变大C.往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红D.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变【解析】选D。选项A，Zn为原电池负极，Cu为原电池正极，故a为阳极，阳极发生氧化反应，b为阴极，发生还原反应。选项B，Cu不参与电极反应，溶液中无Cu2+。选项C，水电离产生的H+在b极放电，b 极附近OH-浓度增大，所以b极附近颜色变红。选项D，SO42-不参与电极反应，其物质的量不变。考点二、电解规律及相关计算【规律总结】1.电解时的放电顺序与电极产物的判断