电能转化成化学能—电解池

电能转化成化学能—电解池

一、上周知识点回顾：

1、反应热：放热反应、吸热反应的定义及常见类型？

2、什么是燃烧热、中和热？

3、盖斯定律的定义及计算应用.

易错点知识点巩固：

1、已知：H2O(g)=H2O(l) △H1=－Q1 kJ/mol；

C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=－Q2 kJ/mol

C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=－Q3 kJ/mol

若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量是多少kJ（）

A．Q1+ Q2+Q3B．0.5(Q1+Q2+Q3)

C．0.5 Q1－1.5 Q2+0.5Q3 D．1.5Q1－0.5Q2+0.5Q3

2、1mol白磷转化为红磷时放出18.39kJ热量，已知：P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) ；ΔH=－a kJ/mol(a>0)；

4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) ；ΔH=－b kJ/mol(b>0)，则a和b的关系是（）

A．a>b B．a=b C．a

3、最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。

N4分子结构如右图，已知断裂1molN－N吸收167kJ热量，生成1mol N≡N放

出942kJ热量。根据以上信息和数据，则由N2气体生成1mol气态N4的△H为（）

A．+882kJ·mol-1B．+441kJ·mol-1

C．－882kJ·mol-1D．－441kJ·mol-1

二、知识点梳理及归纳

（一）、电解原理

1、电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽

2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程

3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程

4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极

5、电极名称及反应：

阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应

阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应

口诀：升失氧阳，降得阴还

详细：阳极失电子，化合价升高，氧化反应

阴极得电子，化合价降低，还原反应

6、电解CuCl2溶液的电极反应：

通电时，阴离子移向阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应。阳离子移向阴极，在阴极得到电子发生还原反应。通电前：CuCl2==Cu2+＋2Cl-H2O H+ +OH-（电离）做无规则运动

通电后：与电源负极相连的碳棒吸引溶液中的阳离子（Cu2+、H+） Cu2+＋2e- == Cu（发生还原反应）与电源正极相连的碳棒吸引溶液中的阴离子（Cl-、OH-）2Cl- -2e- == Cl2↑（发生氧化反应）

总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑

7、构成电解池的条件：（1）直流电源；（2）两个固体电极材料；

（3）熔融电解质或电解质溶液；（4）构成闭合回路。

例1、下列说法正确的是( )

①电解是把电能转变成化学能；②电解是化学能转变成电能；

③电解质溶液导电过程就是电解过程；④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生

⑤电解、电离均需要通电才能实现

A. ①⑤ B . ①②③

C. ①③④

D. ①②③④⑤

（二）、离子的放电顺序

①阴极：阳离子在阴极上的放电顺序（得电子）大体可参照金属活动性顺序来推断。位于金属活动性顺序表

后面的金属，其对应的阳离子越易得到电子。无论活性电极还是惰性电极都不参加反应，参加反应的是溶液中的阳离子。

Ag+> Hg2+> Fe3+> Cu2+>H+> Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+ >K+

②阳极：当电极材料（阳极）为 Pt 或C时，还原性非常弱，此条件不被氧化，称为惰性电极。

当电极材料（阳极）为Cu等金属（除了Pt和C），还原性强，易失电子,易被氧化，称为活性电极。

若阳极是活泼或较活泼金属时，一般是电极的金属失去电子，而不是电解液中阴离子放电。

若阳极是惰性电极时，阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）

S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F- (SO32-/MnO4->OH-)

注意：

(1)活泼金属离子K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+在溶液中不会得到电子。

(2)F-、SO42-、CO32-、NO3-等在溶液中不会失去电子。

(3)当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生改变，当[Zn2+]>>[H+]或[Fe2+]>>[H+]时，Zn2+、Fe2+先得电子而H+后得电子。

(4)石墨和金属铂是惰性电极，不会得失电子。

电极反应式的书写：

①分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。

②根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）

③由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。若已知一个电极反应式，可用总式减去已知的电极反应式，得另一电极反应式。

注意：弱电解质必须保持分子形式。

例题2：写出电解下列四种电解质电极反应式及总反应式（惰性电极）：

CuCl2：

CuSO4、：、

NaOH：

NaCl：

④四种类型电解质归纳总结：

类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH 电解质溶液复原

分解电解质

型电解质电离出的阴阳离子分别

在两极放电

HCl

电解质减小

增大HCl

CuCl2--- CuCl2

放氢生碱型

阴极：水放H2生碱

阳极：电解质阴离子放电

NaCl 电解质和水生成新电解质

增大

HCl

放氧生酸型阴极：电解质阳离子放电

阳极：水放O2生酸CuSO4

电解质和水

生成新电解质

减小

氧化铜

电解水型阴极：4H+ + 4e- == 2H2 ↑NaOH 水增大增大水