2019-2020年高三化学学案新课标人教版

2019-2020年高三化学学案新课标人教版
[自学导引]
一、电解原理：
1、电解CuCl2溶液
(1)通电前，CuCl2溶液中存在的阳离子主要有Cu2+H+，阴离子主要有Cl- OH-，这些离子来自于CuCl2的电离。

(2)通电后，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。

在阳极放电的离子是Cl-，在阴极放电的离子是Cu2+，分别发生氧化反应和还原反应，生成Cu和Cl2。

电极反应方程式为：
阳极： 2Cl-—2e- =Cl2↑
阴极： Cu2+ + 2e- = Cu
电解
电解CuCl2溶液的总方程式为： CuCl2 === Cu + Cl2↑
(3)电解CuCl2溶液观察到的现象是：阴极有红色物质析出，阳极有刺激性气味的气体放出。

2、电解
(1)电解：使电流通过电解质溶液在阴阳极发生氧化还原反应的过程叫做电解。

电解池：借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

(2)构成电解池的条件
a. 直流电，两个电极；
b. 电解质溶液或熔融的电解质；
c. 闭合回路。

(3)电解池的两极
阳极与电源正极相连，在阳极上发生氧化反应。

阴极与电源负极相连，在阴极上发生还原反应。

(4)电解质溶液导电的实质
电解质溶液导电的过程，就是电解过程，就是在阴阳两极发生氧化还原的过程。

(5)离子的放电
阴阳离子在两极得失电子的过程称放电。

多种阳离子或多种阴离子分别移向阴极、阳极时，优先放电的是得失电子较容易的离子。

写出下列离子在阴、阳两极放电的电极方程式：
Ag+、Fe3+、H+、Zn2+、OH-、Br-、S2-
Ag + + e- = Ag Fe3+ + e- = Fe2+
2H++ 2e- = H2↑ Zn2+ + 2e- = Zn
4OH-—4 e- = O2↑+ H2O 2Br- —2e- = Br 2
S2- —2e- = S
思考：
2、原电池与电解池的两极各是怎样规定的？有何联系？
原电池：较活泼金属做负极，较不活泼金属做正极。

发生氧化反应的是负极发生还原反应的是正极
电解池：与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的阴极
3、在原电池和电解池，阴、阳离子各是怎样定向移动的？
原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动
二、铜的电解精炼
1、装置要求
阳极是粗铜板，阴极是纯铜片，电解质溶液是含Cu2+的溶液。

2、化学原理
阳极反应：Cu－2e-==Cu2+
Zn－2e-==Zn2+
Ni－2e-==Ni2+ Fe－2e-==Fe2+
阴极反应：Cu2+ + 2e- = Cu
3、电解特点
(1)粗铜中的铜“迁移”到纯铜上；
(2)CuSO4溶液的浓度基本不变。

思考：
1、粗铜作阳极，为什么阳极反应是Cu、Zn等失电子，而非CuSO4溶液中的OH-失电子？由此你能得出什么结论？
答：说明Cu Zn等失去电子能力较强
主要应用金属活动性顺序表
2、电解精炼铜时，一段时间后，CuSO4溶液的浓度是否一定不变？如何变化
答：不一定，因含一些杂质失去电子，而Cu2+得电子
三、电镀铜
1、电镀的含义
电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

2、电镀的目的
电镀的目的主要是 使金属更加美观耐用、增强防锈抗腐蚀能力 。

3、电镀的原理
阳极： 镀层金属 阴极： 待镀金属 电镀液： 含镀层金属离子的电解质溶液
特点：① 电解质溶液浓度不变 ；② 阴极有镀层金属沉淀，阳极有镀层金属溶解 4、电镀铜的目的
铜有许多优良性能，常作 镀铜 层，目的是使镀层更加牢固和光亮， 镀铜 是应用得最多的电镀方法。

5、镀前处理
电镀前要对镀件进行 抛光、除油、酸洗、水洗 等预处理。

6、电镀污染 (1)电镀污染的危害 (2)减小污染的途径 [热点透视]
一、电极反应规律与离子放电顺序
1、电极反应规律
(1)阴极：得电子，还原反应 ①(一般)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：失电子，氧化反应
①若为金属(非惰性，Au 、Pt 除外)电极，电极失电子 ②若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子 2、离子放电顺序
离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。

(1)阳离子放电顺序
上述顺序基本上与金属活动顺序一致，即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但Fe 3+
氧化性较强，排在Cu 2+
之前。

若是活泼金属作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。

三、分析电解问题的基本思路
1、通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H +
和OH -
)。

(水溶液中只 考虑此部分)
(浓度很大 时排在H +前)
(只在熔化 状态上放电)
2、通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。

3、写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。

四、知识变化
1、电镀与电解的一般区别
(1)阳极与镀层金属，阳极参加反应
(2)电镀液阳离子(金属)与阳极金属相同
(3)电镀后溶液浓度不变
2、电解池、电镀池、电解精炼池的比较
五、三种判断
1、电解池和原电池的判断
有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池，多池组合时，一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的原电池，其余为电解池。

2、阴、阳极的判断
(1)根据电极与电源两极相连的顺序判断
阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极，其反应时，溶液中氧化能力强的离子首先在阴极上得到电子，发生还原反应。

阳极：与直流电源的正极直接连接的电极，在该极上，溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。

(2)根据电解质溶液里电子流动的方向来判断
在电解质溶液里，阳离子总是向阴极定向移动，阴离子总是向阳极定向移动。

3、金属活动性强弱顺序的判断
在中学阶段，可根据金属与水反应的难易，元素最高价氧化物对应的水化物碱性强弱等方法，还可以通过电化学方法判断金属活动性强弱顺序。

(1)根据原电池的电极反应判断：两种活动性不同的金属构成原电池的两极，活泼的金属作负极，负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。

(2)根据电解池的阴极产物判断：用惰性电极电解多种阳离子共存的混合盐溶液时，较不活泼的金属的阳离子在阴极首先获得电子而析出。

[典型剖析]
例1
反应是 Ni(OH)2。

据此反应式判断，下列叙述正确的是（ CD）
A pH不断增大
B、电池放电时，镍元素被氧化
C、电池充电时，氢元素被还原
D、电池放电时，H2是负极
例2、如图所示：甲、乙为相互串联的两电解池。

(1)甲池为用电解原理精炼铜的装置，则A 电极名称为 阴 极，电极材料是 精铜 ，电极反应式为 Cu 2+
+ 2e -
= Cu ，电解质溶液可以是 含铜离子的溶液 。

(2)乙池中Fe 极电极反应式为 2H +
+ 2e -
= H2↑ ，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈 红 色。

[巩固练习]
1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是 （ BC ）
A 、原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B 、原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C 、原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D 、原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
2、下列关于电解池的叙述不正确．．．
的是 （ A ） A 、与电源正极相连的是电解池的阴极 B 、与电源负极相连的是电解池的阴极 C 、在电解池的阳极发生氧化反应 D 、电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极 3、在电解水制取H 2和O 2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的
（ A ）
A 、NaOH
B 、HCl
C 、NaCl
D 、CuSO 4
4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解池串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 （ D ）
A 、1:2:3
B 、3:2:1
C 、6:3:1
D 、6:3:2
5、在外界提供相同电量的条件下，Cu 2+
或Ag +
分别按Cu 2+
+2e -==Cu 或Ag +
+e -==Ag 在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g ，则析出银的质量为 （ B ）
A 、1.62g
B 、6.48g
C 、3.24g
D 、12.96g
6、下列关于电解法精炼粗铜的叙述，不正确的是 （ C ）
A 、粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO 4(aq)作电解液
B 、电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu 2+
+2e -==Cu
C 、粗铜中所含Ni 、Fe 、Zn 等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D 、电解铜的纯度可达99.95%～99.98%
7、关于原电池和电解池的叙述正确的是 （ B ）
A 、原电池中失去电子的电极为阴极
B 、原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应
A
B Fe
碳
甲
乙
NaCl 溶液
C、原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D、电解时，电解池的阳极一定是阴离子放电
8、下列说法不正确的是（ D）
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
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下列关于该电池的说法正确的是（C）
A、充电时，Ag极接电源的负极
B、充电时，溶液中阴离子向阴极移动
C、放电时，负极反应为Zn+2OH-－2e-===Zn(OH)2
D、放电时，当电路上有0.02mol电子通过时，消耗负极材料2.32g。