2021高三化学鲁科版教师用书-第21讲电能转化为化学能-电解-含解析

第21讲 电能转化为化学能——电解

[考纲要求] 1.理解电解池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应和电解反应方程式。2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。

考点一 电解原理

1．电解原理

(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

(2)电解池(也叫电解槽)

电解池是把电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的组成和工作原理(电解CuCl 2溶液)

总反应方程式：CuCl 2=====电解

Cu ＋Cl 2↑ (4)电子和离子移动方向

①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 2．分析电解过程的思维程序

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子，并分成阴、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H ＋和OH －)。

(3)然后排出阴极、阳极离子的放电顺序。

①阴极：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋(酸)>Fe 2＋>Zn 2＋>H ＋(水)>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>Ca 2＋>K ＋

。

②阳极：活泼电极>S 2－>I －>Br －>Cl －>OH －>含氧酸根离子>F －。

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

1．探究电解规律(用惰性电极电解) (1)电解水型

①试写出电解下列溶液的电解方程式

稀硫酸：

________________________________________________________________________；NaOH：

________________________________________________________________________；KNO3：

________________________________________________________________________。

②分析“电解水型”的电解质包括哪些类型：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)电解电解质型

(3)放H2生碱型

①电解NaCl溶液：

阴极反应：

________________________________________________________________________；阳极反应：

________________________________________________________________________；电解反应离子方程式

________________________________________________________________________。电解一段时间后，NaCl溶液恢复原状的方法：

________________________________________________________________________。

②分析“放H2生碱型”的电解质包括哪些类型：

________________________________________________________________________。

(4)放O2生酸型

①电解CuSO4溶液

阴极反应：

________________________________________________________________________；阳极反应：

________________________________________________________________________；

电解反应离子方程式：

________________________________________________________________________； 电解一段时间后，CuSO 4溶液恢复原状的方法

________________________________________________________________________。 ②分析“放O 2生酸型”电解质包括哪些类型：

________________________________________________________________________。 答案： (1)①2H 2O=====电解

2H 2↑＋O 2↑ 2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑ 2H 2O=====电解

2H 2↑＋O 2↑

②含氧酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐 (2)①2H ＋＋2e －===H 2↑

②Cu 2＋＋2e －

===Cu

③2Br －－2e －===Br 2 ④2Cl －－2e －===Cl 2↑ ⑤2HBr=====电解

H 2↑＋Br 2 ⑥CuCl 2=====电解

Cu ＋Cl 2↑ ⑦适量HBr ⑧适量CuCl 2

⑨无氧酸(除HF)和不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物) (3)①2H ＋＋2e －===H 2↑ 2Cl －－2e －===Cl 2↑

2Cl －＋2H 2O=====电解

Cl 2↑＋H 2↑＋2OH － 通HCl ②活泼金属的无氧酸盐(除氟化物) (4)①2Cu 2＋＋4e －===2Cu 4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O

2Cu 2＋＋2H 2O=====电解

2Cu ＋O 2↑＋4H ＋ 加CuO(或CuCO 3) ②不活泼金属的含氧酸盐

2．根据金属活动顺序表，Cu 和稀H 2SO 4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu 和稀H 2SO 4反应产生H 2?

答案： Cu 作阳极，C 作阴极，稀H 2SO 4作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu －2e －===Cu 2＋，阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑。总反应式：

Cu ＋2H ＋=====电解

Cu 2＋

＋H 2↑。