江苏省邳州市第二中学高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案2汇总Word格式文档下载.docx

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【学生】思考，回答

【讲解】对，Cl-要移到石墨电极上，失去电子，2Cl-—2e-=Cl2↑，发生氧化反应。

为了维持电流，Cl-要不断地失去电子，不断地定向移动到石墨电极上。

这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和Cl2，电能就转化为化学能储存在Na和Cl2里面了。

这个过程就称之为电解。

下面我们看看有关电解的几个概念。

【板书】

（一）概念

1、电解：

【讲解】能够发生电解的装置叫电解池

【板书】2、电解池：

【提问】大家结合电解熔融NaCl的例子，说说构成电解池的条件有哪些？

【学生】回答

【板书】3、构成电解池的条件：

（1）外加直流电源

（2）两个固体电极

【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极，我们来看看阴阳极是怎么定义的？

【学生】阅读回答。

【讲解】结合电解熔融NaC

l的例子讲解。

【板书】阴极：

发生还原反应的电极。

判断阴极的方法

与电源“+”相连的电极，

得到电子的电极，

阳离子移到的电极。

阳极：

发生氧化反应的电极。

判断阳极的方法

与电源“—”相连的电极，

失去电子的电极，

阴离子移到的电极。

（3）电解质溶液或熔融电解质

（4）构成闭合的电路

【练习】1.分析下图，属于电解池的有（③⑥）

2.下列说法正确的是（①④）

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电解质溶液导电是化学变化；

④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；

【过渡】如果随便给你一个电解池，你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢？

下面我们就来讲讲这个问题。

（二）电极产物的判断和电极方程式的书写

【讲解】要讲这个问题，首先我们得明白什么是电极反应，大家阅读课本了解一下。

【板书】1、电极反应：

【举例】2、电解熔融NaCl

电荷要守恒

2Na++2e-=2Na

2Cl-—2e-=Cl2↑

总方程式：

2Na++2Cl-

2Na+Cl2↑（离子方程式）

2NaCl

2Na+Cl2↑（化学方程式）

【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。

电解CuCl2溶液

【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤：

（1）明确电解液中存在的离子

【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子？

【过渡】对于阳离子，到底是Cu2+先得到电子，还是H+先得到电子呢？

这就涉及到离子的放电顺序的问题了，大家阅读课本，了解以下离子的放电顺序。

【学生】阅读课本。

（2）是哪些离子得失电子

放电顺序：

阴极：

阳离子得电子顺序：

Ag+>

Hg2+>

Fe3+>

Cu2+>

H+（酸）>

Pb2+>

Sn2+>

Fe2+>

Zn2+>

H+（水）Al3+>

Mg2+>

Na+>

Ca2+>

K+

阴离子失电子顺序：

活性电极﹥阴离子。

即：

Cu>

Hg>

Ag>

S2－>

I－>

Br－>

Cl－>

OH－>

（NO3－、SO42－含氧酸根）>

F-

【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。

【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。

2.用惰性电解Fe2（SO4）3和Cu（NO3）2的混合溶液，写出电解的电极方程式。

【作业】用石墨做电极，电解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式。

为下节

课讲电解的几种类型作铺垫！

【板书设计】

一、电解的原理

2、电解池：

3、构成电解池的条件：

阴极：

K+

（NO3－、SO42－含氧酸根）

（第二课时）

【复习提问】

1、什么叫电解？

2、什么叫电解池？

3、判断阴、阳极的方法有哪些？

4.以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（B）

A.Na

2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH

【讲解】电解的几种类型

（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；

（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；

（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；

（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；

【板书】二、电解原理的应用

电解的类型：

1.电解水型

2.分解电解质型

3.放氧生酸型

4.放氢生碱型

【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用

（一）电解食盐水

【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些？

2、电解食盐水的产物是什么？

3、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？

4、在电解食盐水的过程中，溶液的PH值如何变化？

【学生】预习后回答

【视频】电解食

盐水

【讲解并板书】现象：

电流流向：

电子流向

：

阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？

）：

2H++2e-→H2↑阳极：

2Cl-→Cl2↑+2e-

总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？

总反应式：

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑（条件:

通电）

溶液PH值变化：

【学生】预习氯碱工业

【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。

【讲解】在电解过程中，由于阴极区OH

浓度变小，水的电离平衡向生成H

和OH

的方向移动，随着H

不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的OH

越来越多。

用隔膜就可以阻止OH

移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。

还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。

【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序

【强调】离子放电顺序是对在一定条件下，离子并不都能在电极上发生反应。

而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律，不同的实验条

件会存在不同的顺序，规律是有条件限制的。

【阅读】工业电解食盐水制备烧碱

【课堂练习】练习册P131、2、4、13

【作业】P181

二、电解原理的应用

5.电解水型

6.分解电解质型

7.放氧生酸型

8.放氢生碱型

现象：

电流流向：

电子流向：

2H++2

e-→H2↑阳极：

（第三课时）

【知识回顾】上节课我们学习了哪些知识点？

【学生】

【预习提示】1、在铜的电解精练中，阴阳极材料各是什么？

能不能换成其他的材料？

2、对电解质溶液是有什么要求？

3、阴阳极反应方

程式是什么？

4、可以得到什么副产物？

（二）铜的电解精练

【视频】铜的电解精练

阴阳极反应方程式：

Cu2++2e-→Cu阳极：

Cu→Cu2+＋2e-

电解的副产物

（三）电镀

【预习提示】【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：

镀件和镀层金属。

那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？

这节课我们就来看看这个问题。

【活动探究】在铁钉上镀铜

【板书】电镀：

是利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。

注意点:

①电极：

阴

极——镀件（待镀金属制品）阳极——镀层金属或惰性电极

②电镀液：

含有镀层金属离子的电解质溶液。

【投影小结】电解池、电解精练池、电镀池的比较

电解池

电解精练池

电镀池

定义

将电能转变成化学能的装置

应用电解原理将不纯的金属提纯的装置

应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置

形成条件

①两电解接直流电源

②电极插入电解质溶液或熔融电解质中

③形成闭合回路

①不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极

②电解质溶液须待提纯金属的离子

①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极

②电镀液须含有镀层金属的离子

电极名称

阳极：

电源正极相连

电源负极相连

不纯金属

纯金属

镀层金属

镀件

电极反应

氧化反应

还原反应

【投影练习】

1.

（1）a、b哪一极为正极？

（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？

选择何种溶液？

（3）若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？

2.工业上采用Fe、

C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4

（1）电解时,应以作阴极，电解过程中

阴极附近溶液pH将会,

（2）阳极反应式为，

（3）总电解反应式为.

答案:

Fe增大MnO42——e-=MnO4—2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑

【讲解】

例一：

铂电极电解1LCu（NO3）2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L（S.T.P）气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物

质的量.

解析：

阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极Cu2++2e-=Cu↓2H++2e-=H2↑

阳极转移电子的物质的量为:

0.5×

4=2mol,消耗4OH-2mol,即产生H+2mol.

阴极生成0.5molH2,消耗H+1mol;

所以溶液中C（H+）=1mol/LpH=0

生成H2转移的电子:

0.5×

2=1mol,故还有1mole-用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.

【练习】1.用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）

A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/L

2.某硝酸盐晶体化学式为M（NO3）x·

nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。

当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。

求：

①金属M的相对原子质量及x、n值；

②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。

Mx++xe-=M

0.005mol0.01mol0.32g

所以：

x=2；

Ar（M）=64；

n=3产生H+为0.01mo

l，pH=1

3.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,符合这一情况的

4.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：

Cu+2H2O=Cu（OH）2↓+H2↑。

但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。

下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是

A

B

C

D

阳极

石墨

Cu

阴极

Fe

Pt

电解液

CuSO4溶液

Na2SO4溶液

H2SO4溶液

H2O

5.按下图的装置进行电解实验：

A极是铜锌合金，B极

为纯铜，

电解质中含有足量的铜离子。

通电一段时间后，若A极恰好

全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03

克，A合金中Cu、Zn原子个数比为

A4︰1B3︰1C2︰1D任意比

电镀：

阴极——镀件（待镀金属制品）阳极——镀层金属或惰性电极

三、电解池、电解精练池、电镀池的比较

【作业】P182

【教学反思】

（第四课时）

【知识总结】

【典例精析】

【例1】如右图是电解CuCl2溶液的装置，其中

c、d石墨电极，则下列有关判断正确的是（C）

A.a为负极，b为正极

B.a为阳极，b为阴极

电极的放电顺序

C.电解过程中，d电极质量增加

D.电解过程中，Cl-物质的量浓度不变

【解析】依据电流方向，可推出a为电源正极，b为负极，则c是电解池的阳极，Cl－失电子转化为Cl2；

d是电解池的阴极，产生Cu，d电极质量会增加。

【例2】.用石墨电极持续电解下列溶液（电流强度不变），阳极上产生气体的的量可能发生如下图所示变化的是（D）

A.KI溶液B.Na2SO4溶液

C.CuSO4溶液D.NaCl溶液

【解析】电解KI溶液时，I－优先在阳极失去电子生成I2，起初没有气体放出。

电解Na2SO4溶液相当于电解水，在阳极生成氧气，图象中不可能出现拐点。

电解CuSO4溶液时，一直是OH－在阳极失去电子生成O2，图象中同样不可能出现拐点。

电解NaCl溶液时，Cl－优先在阳极失去电子生成Cl2，当

Cl－消

耗完时，转换为OH－放电而生成O2，每转移1mol电子，可生成0.5molCl2，但只能生成0.25molO2，也就是说，前半段斜率较大，后半段斜率较小，与图象完全吻合。

【例3】.有X、Y、Z、M四种金属，已知：

X可以从Y的盐溶液中置换出Y；

X和Z组成原电池时，Z为正极；

Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；

M的离子氧化性强于Y的离子。

则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

（D）

A.X>

Y>

Z>

MB.X>

M>

YC.M>

X>

YD.X>

M

【解析】X可以置换出Y，说明金属活动性X>

Y；

X和Z作原电池电极时，Z为正极，说明金属活动性X>

Z；

Y和Z的离子共存，Y离子先放电，说明金属活动性Z>

M的离子氧化性强于Y的离子，说明金属活动性M<

所以X>

M。

【例4】.用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液复原。

则合适的组合是（B）

溶液甲

物质乙

A.Pt

NaOH

NaOH固体

B.Pt

H2SO4

C.C

NaCl

盐酸

D.粗铜

精铜

CuSO4

Cu（OH）2

【解析】电解NaOH、H2SO4溶液，都是电解水，所以加水就可以复原，A错误；

B正确；

电解NaCl溶液后应加入氯化氢使之复原，如果加盐酸，会使NaCl溶液物质的量浓度减小，C错误；

D选项，阳极：

Cu-2e－→Cu2＋，阴极Cu2＋＋2e－→Cu，电解质溶液物质的量浓度没变，不用加任何物质。

【例5】某学生想制作一

种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（B）

A.a为正极，b为负极：

O和NaCl

B.a为负极，b为正极：

NaClO和NaCl

C.a为阳极，b为阴极：

HClO和NaCl

D.a为阴极，b为阳极：

【解析】用石墨作电极时，在阳极上应是Cl－放电，2Cl－－2e－→Cl2，在阴极上是水电离出的H＋放电，2H＋＋2e－→H2，水电离出的H＋消耗后，产生的OH－与Cl2反应产生ClO－，则消毒液为NaClO和NaCl，如果Cl2在上端产生，则Cl2直接向外排出，不能与OH－反应，故Cl2应在下端产生，即b为电源的正极，与之相连的碳棒为阳极。

【练习讲评】

【题1】下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。

下列实验现象中正确的是（D）

A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C.a电极附近呈红色，b电极附

近呈蓝色

D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

【解析】电解硫酸钠实质上只电解水。

根据阳失氧、阴得还，可知阴极（a电极）产生氢气，阳极（b电极）产生氧气，所以a电极附近富集着氢氧根离子，使石蕊呈蓝色，4H2O+4e－→2H2↑+4OH－；

而b电极附近发生2H2O－4e－→O2↑+4H+而使石蕊呈红色。

【题2】下列关于电解池

中形成

的闭合回路的叙述中，正确的是（D）

A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的

B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极

C.在

电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动

D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相同

【解析】在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而溶液中则靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；

导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极，从电源的负极流向电解池的阴极

；

电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；

不论如何，两极上转移的电子数总是相等的。

【题3】下列叙述中不正确的是（D）

A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应

B.不

能自发进行的氧化还原反应可通过电解实现

C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应

D.电解饱和食盐水时，阳极得到NaOH溶液和氢气

【解析】电解饱和食盐水时，在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和NaOH溶液。

【题4】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

质溶液的pH下降的是（B）

A.CuCl2溶液B.AgNO3溶液C.BaCl2溶液D.H2SO4溶液

【解析】4AgNO3＋2H2O==4Ag+

O2↑+4HNO3阴极产物为Ag，阳极产物为氧气和氢氧化钠。

【题5】电解溶液时，如果阴极上有1.6g铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（A）

A.0.28LB.0.56LC.014LD.11.2L

【解析】本题首先要判断阳极上产生什么气体，依据阳失氧，阴得还，可推知阳极上产生的气体是氧气，从电子转移的角度可知电子转移0.05mol，故氧气有028L。

【题6】用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了xg，则（D）

A.电解液质量增加xgB.阴极质量增加xg

C.阴极质量增加ag，a>

xD.阴极质量增加bg，b<

x

【解析】电极反应式为：

Zn→Zn2++2e－Cu→Cu2++2e－

Cu2++2e－→Cu，故阳极失去的质量大于阴极增加的质量，使溶液质量增加，但增加值小于x。

【题7】当用铜做电极电解CuSO4溶液时，在阴极的产物是（A）

A.铜B.铜和氧气C.氧气D.氢气

【解析】本题相当于在铜上镀铜，与电解质溶液无关，也就是阳极铜减少，阴极铜增加。

【题8】下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是（C）

A.粗铜极做阳极

B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2++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%

【解析】Ni、Fe、Zn等金属的金属性比Cu强，在阳极首先是金属性强的金属失电子，故Ni、Fe、Zn应变为对应阳离子进入溶液。

【题9