【人教版】化学选修四：4.3《电解池》学案(含答案)

CuCl 2溶液

选修四第四章第3节电解池

第一课时 电解原理

课前预习学案

一、预习目标

预习实验“电解池原理”，初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。

二、预习内容

“电解池原理”实验

1．实验原理：

2．材料用具

实验仪器：小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、 电源、改进的塑料制电解槽；

实验药品：CuCl2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH 溶液、CuSO4溶液、 片、 片。

3．实验步骤：

⑴ ；

⑵ ；

⑶

4．观察和记录：

三、提出疑惑

一、学习目标

1．知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物；

2．能说出电解、电解池及形成条件；

3．正确使用实验器材，完成“电解池原理”实验操作。

学习重难点：知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物。

二、学习过程

（一）电解原理

1、试验探究

如图所示：与电源正极相连的电极叫 极， 与电源负极相连的电极叫 极。

若烧杯中的液体为CuCl2溶液，合上电源开关，

能否看到小灯泡发光？ 。 给CuCl2溶液通电时现象：

阴极上 ，

经检验该物质是 。

阳极上：经检验该物质是 。

两支电极上发生的反应为：

阳极： 。反应类型： 反应。 阴极： 。反应类型： 反应。

总反应式： 。

过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极，氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。

2、电解：使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。

所用电流一般为直流电还是交流电较好？ ！该过程中 能转化为 能！ 这是一个物理过程还是一个化学过程？ 过程！显然：电解质溶液的导电过程就是 的过程。

3、电解池：将 能转化为 能的装置。

构成电解池的条件：

① ②

③④

判断下列装置是否属于电解池：

极沿着导线回到电源的极。

在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？。溶液中的在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠的定向移动而形成闭合回路的。

对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？。水电离出少量的H＋和OH－－在电场作用下是否也要做定向移动呢？。通电时，溶液中的

两种离子都要向阴极移动，都要向阳极移动。

5、放电顺序

阴极上：

由于阴极上要电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的得电子。阳离子氧化性越强就越得电子。

因此阴极上氧化性强的离子得电子。

金属越不活泼，对应阳离子氧化性越，越得电子。

由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：

金属活动顺序表

Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…

严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放电能力 > 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。

、、、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。

小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是极。

阳极上：

电解池中阳极上要电子，而与溶液中的都可失电子，因此阳极上的电极反应与有关。由于一般的比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂（Pt）等难失电子的物质做惰性电极时，则是溶液中失去电子。阴离子还原性越强就越失去电子。根据非金属性的强弱，分析下列离子失电子能力的强弱：

S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或碱）最高价含氧酸根离子 F－。

从CuCl2溶液的电解产物可知：的失电子能力比强。而氟原子的得电子能力很，因而F－失电子能力最。

研究表明：OH－的失电子能力比最高价含氧酸根离子强：

4OH－－ 4e－＝O2 ↑＋2H2O

、等阴离子在水溶液中电解时不失电子。

注意：放电顺序这个考点不难，但要细心，极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物，如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属，那一定要能想起：一般的比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是失去电子。

（二）电极方程式的书写

①标出电极名称—阴极或阳极

②写出电极方程式：

阳极：；反应类型：反应。

阴极：；反应类型：反应。

阴、阳两极中得、失电子的总数要，每一极上都要满足和守恒，总方程式可根据阴、阳两极的物质变化写出。

（三）当堂练习：用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）

1、CuCl2阴极：阳极

总方程式：电解质浓度，pH

电解对象：，要把电解质溶液复原，加。

2、NaCl阴极：阳极

总方程式：电解质浓度，pH

电解对象：，要把电解质溶液复原，加。

3、CuSO4阴极：阳极

总方程式：电解质浓度，pH

电解对象：，要把电解质溶液复原，加。

NaOH:

阴极：阳极

总方程式：电解质浓度，pH

H2SO4:

阴极：阳极

总方程式：电解质浓度，pH

课后练习与提高

1. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

A．电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大pH变小

B．电解氯化钠溶液，溶液浓度减小pH不变

C．电解硝酸银溶液，要消耗OH－-溶液pH变小

D．电解稀硫酸，实质是电解水，溶液pH不变

2. 右图中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极板处有无色无臭气体放出，符合这一

A.溶液的PH值增大；

B.Na+和CO32-的浓度减小；

C.溶液的浓度增大；

D.溶液的浓度不变，有晶体析出；

4. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是：

A.CuCl2（CuO）；

B.NaOH（NaOH）；

C.NaCl（HCl）；

D.CuSO4[Cu（OH）2]

5. 用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的PH下降的是：

A.CuSO4；

B.AgNO3；

C.BaCl2；

D.H2SO4；

6. 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：

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；

7. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

8. 用惰性电极电解一定量的CuSO4稀溶液，下列说法中正确的是

A．阳极发生的电极反应为：Cu2+ + 2e－ =Cu

B．阴极发生的电极反应为；4OH－=2H2O + O2↑+ 4e―

C．若有6.4g金属Cu析出，放出的O2一定为0.05 mol

D．电解完成后，加入一定量的Cu(OH)2，溶液可能恢复到原来的浓度

9. 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∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2

第二课时电解的应用

课前预习学案

一、预习目标

预习铜的电解精炼和电镀铜的原理以及氯碱工业反应原理

二、预习内容