电解原理学案(人教版选修4)

第三节 电解池

第1课时 电解原理

[学习目标定位] 1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。

1．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表

组别 微粒

性质 强弱顺序 第1组

①Zn 2＋、②Na ＋、③Cu 2＋、④H

＋

氧化性

③>④>①>②

第2组

①Cu 、②Fe 、③OH －、④Cl

－

还原性 ②>①>④>③

2.(1)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动(√) (2)电解质是在熔融或溶于水时能够导电的物质(×) (3)金属导电是物理变化，电解质溶液导电是化学变化(√)

(4)硫酸铜溶于水后，能发生电离产生自由移动的Cu 2＋和SO 2－

4(√)

(5)氯化钠溶液中只存在Na ＋和Cl －(×)

3.右图为电解水的实验装置图。根据图示回答下列问题： (1)A 端为电源的正极，C 试管中收集到的气体是O 2， D 试管中收集到的气体是H 2。

(2)写出电解水的化学方程式：2H 2O=====电解

2H 2↑＋O 2↑。

探究点一 电解原理

1．按下图所示装置完成实验，并填写下表。

实验现象 实验结论

电流表指针发生偏转

说明电解质溶液在导电，形成闭合回

路 与负极相连的b 极上逐渐覆盖了一层红色

物质

析出金属铜

与正极相连的a 极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝 产生了氯气

(1)氯化铜溶液中的电离过程有①CuCl 2===Cu 2＋＋2Cl －，②H 2O

H ＋＋OH －；

溶液中存在的离子有Cu 2＋、Cl －、H ＋、OH －，通电前，这些离子在溶液中做自由移动。

(2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，即Cl －、OH －趋向a 极，Cu 2＋、H ＋趋向b 极。

(3)a 极电极反应式是2Cl －－2e －===Cl 2↑，b 极电极反应式是Cu 2＋＋2e －===Cu ，总反应式是CuCl 2=====电解

Cu ＋Cl 2↑。

(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 [归纳总结]

(1)电解是使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在两个电极上引起氧化还原反应的过程。

(2)电解池是将电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称

阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；

阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。

(4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。

[活学活用]

1．如下图所示装置中，属于电解池的是()

答案 C

解析判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。

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是()

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

答案 C

解析根据图示电流方向，先确定a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为

Cu2＋＋2e－===Cu，d电极质量不断增加。

探究点二酸、碱、盐溶液的电解规律

1．有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SO2－4、OH－。电解时，移向阳极的是②，放电先后顺序是I－>Cl－>OH－>SO2－4；移向阴极的是①，放电先后顺序是Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋。

2．用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：

[归纳总结]

1．分析电解问题的基本方法思路

(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 －)。 (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(注意活泼金属作阳极时优先放电)。

(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。

(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH 变化等。 2．电极反应规律

(1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag ＋>Cu 2＋>H ＋>Pb 2＋>Fe 2＋>Zn 2＋…… (2)阳极：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。其放电顺序：金属阳极>S 2－>I －>Cl －>OH －>含氧酸根。 [活学活用]

3．用惰性电极电解AgNO 3溶液，下列说法不正确的是( ) A ．电解过程中阴极质量不断增加 B ．电解过程中溶液的pH 不断降低

C ．此时向溶液中加入适量的Ag 2O 固体可使溶液恢复到电解前的状况

D ．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 答案 D

解析 解决有关电解问题首先应注意电极材料，在此基础上写出电极反应和总的电解反应式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH 变化必须注意原溶液的pH 情况。用惰性电极电解AgNO 3溶液，总的电极反应式为4AgNO 3＋2H 2O=====电解

4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3。可知：阴极上析