实验中学高二化学苏教版选修四反应原理导学案123电解池的工作原理.docx

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实验中学高二化学苏教版选修四反应原理导学案123电解池的工作原理

班级：

小组姓名：

评价：

课题

1.2.3电解池的工作原理

课型

新授课

课时

2课时

主备人

审核人

时间

第3周

学习目标

1.能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。

2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。

重点难点

电极反应方程式的书写、电解规律和电解产物的判断。

方法

合作交流、展示评价和讲解相结合

内容部分

随堂笔记

【自主学习】

一．电解池的工作原理

1．如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。

容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。

（1）通电前，熔融NaCl中存在的微粒有，这些微粒的运动状态是。

（2）通电后离子运动方向：

阳离子（填离子符号）移向铁电极，发生反应；阴离子（填离子符号）移向石墨电极，发生反应。

电极上发生的变化是①铁电极；②石墨电极：

。

（3）由以上分析可知：

熔融的NaCl在直流电源作用下发生了，分解生成了。

2．电解和电解池

（1）电解是在直流电作用下，在两个电极上发生的过程。

（2）电解池是将转化为的装置。

（3）电极名称

阴极：

与电源相连的电极，发生反应；

阳极：

与电源相连的电极，发生反应。

（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），插入溶液或熔融中，形成。

（1）电解池的工作原理示意图

（2）电解质导电的过程就是电解质的电解过程。

二　酸、碱、盐溶液的电解规律

1.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：

Ag+Cu2+H+（酸）Pb2+Fe2+Zn2+H+（水）Al3＋……

、、、、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－。

、等阴离子在水溶液中电解时不失电子。

2惰性电极电解规律

类型

电解质溶液

电极反应特点

电解水型

含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液

阴极：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

电解电解质型

无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电

放H2生碱型

活泼金属（K、Ca、Na）的无氧酸盐

阴极：

放出H2生成碱

阳极：

电解质阴离子放电

放O2生酸型

不活泼金属的含氧酸盐溶液

阴极：

电解质阳离子放电

阳极：

OH－放电生成酸

【合作探究】写出下列电解池的电极反应式和总反应式

1．用惰性电极电解硫酸钠溶液：

阳极电极反应式:

。

阴极电极反应式:

。

总反应式:

。

若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的____________

2．用惰性电极电解氯化铜溶液：

阳极电极反应式:

。

阴极电极反应式:

。

总反应式:

。

若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的____________

3．用惰性电极电解饱和NaCl溶液：

阳极电极反应式:

。

阴极电极反应式:

。

总反应式：

。

若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的_____

4.电解硫酸铜溶液：

阳极电极反应式:

。

阴极电极反应式:

。

总反应式:

。

若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的____________

【巩固练习】

1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是（　　）

A．原电池中失去电子的一极为负极B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极

C．原电池中相对活泼的一极为正极D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极

2．电解池中，阳极的电极材料一定（　　）

A．发生氧化反应B．与电源正极相连C．是铂电极D．得电子

3．若某装置发生如下反应：

Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是（　　）

A．该装置一定为原电池B．该装置为电解池

C．若为原电池，Cu为正极D．电解质溶液可能是硝酸溶液

4．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是（　　）

A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag

C．丙中H＋向碳棒方向移动D．丁中电解开始时阴极产生黄绿色气体

5．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（　　）

A．电解饱和食盐水阴极：

Na＋＋e－===NaB．电解CuSO4溶液阴极：

Cu2＋＋2e－===Cu

C．电解熔融NaCl阴极：

Na＋＋e－===NaD．电解NaOH溶液阳极：

4OH－－4e－==2H2O＋O2↑

6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有（　　）

①2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋4H＋＋O2↑②Cu2＋＋2Cl－

Cu＋Cl2↑

③2Cl－＋2H＋

H2↑＋Cl2↑④2H2O

2H2↑＋O2↑

A．①②③B．①②④C．②③④D．②④

7．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液（与电解前同温度）的说法中正确的有（　　）

①该溶液的pH可能增大；②该溶液的pH可能减小；③该溶液的pH可能不变；④该溶液的浓度可能增大；⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小

A．①②③B．①②③④C．①②③④⑤D．全部

8．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是（　　）

A．CuSO4B．H2SO4C．CuCl2D．NaCl

9．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解反应方程式为2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是（　　）

A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应

C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成

10．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出。

符合这一情况的是表中的（　　）

选项

a

b

X

溶液

A

锌

石墨

负极

CuSO4

B

石墨

石墨

负极

NaOH

C

银

铁

正极

AgNO3

D

铜

石墨

负极

CuCl2

11．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是（　　）

A．电解质溶液是稀硫酸B．金属M是阳极，金属N是阴极

C．M和N是石墨电极D．M是阴极，N是阳极

12.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（　　）

A．AgNO3B．NaOH

C．KClD．CuSO4

13用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是（　　）

①氯化钠溶液　②硫酸铜溶液　③氢氧化钠溶液　④稀硫酸　⑤稀盐酸　⑥硫酸钠溶液

A．①③⑤B．②④⑤

C．②④D．②④⑥

14.用石墨作电极，电解下列物质的溶液，其实质不是电解水的是（　　）

A．NaNO3B．NaOHC．Na2SO4D．NaCl

15.用石墨作电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极分别析出的物质是（　　）

A．H2、Cl2B．Cu、Cl2C．H2、O2D．Cu、O2

16.用惰性电极电解AgNO3溶液，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Ag2O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

17.从H＋、Cu2＋、Na＋、SO

、Cl－五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：

（1）以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是____________。

（2）以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是_______

___。

（3）以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是____________。

（4）以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是____________。

（5）以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，电解质的化学式可能是__________。

18．如下图所示，当线路接通时，发现M（用石蕊试液浸润过的滤纸）a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两极不发生变化。

回答：

（1）装置名称：

甲是__________，乙是____________。

（2）电极名称及电极材料：

A__________，__________；B____________，__________；C__________，__________；D__________，__________。

19．下图是一个电化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O

（1）请回答图中甲、乙两池的名称。

甲池是__________装置，乙池是__________装置。

（2）请回答下列电极的名称：

通入CH3OH的电极名称是__________，B（石墨）电极的名称是____________。

（3）写出电极反应式：

通入O2的电极的电极反应式是

________________________________________________________________________。

A（Fe）电极的电极反应式为___________________________________________________。

（4）乙池中反应的化学方程式为_________________________________________________。

20．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。

回答：

（1）直流电源中，M为__________极。

（2）Pt电极上生成的物质是______，其质量为______g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶______∶______∶________。

（4）AgNO3溶液的浓度________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），硫酸的浓度________________________________________________________________________。

21.用惰性电极电解CuSO4溶液。

若阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生气体在标准状况下的体积为_________________________________________________________；

室温下，若将电解后的溶液稀释至1L，则溶液中的c（H＋）为________。

22.按如图装置进行实验，并回答下列问题

⑴判断装置的名称：

A池为B池为

⑵铜极为__________极，

电极反应式为

石墨棒C1为______极，电极反应式为

石墨棒C2附近发生的实验现象为

⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）g.

CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）g

电解

23.用下图装置进行电解实验，图中a、b、c、d均为铂电极，供选择的4组电解质溶液如下表所列，要求满足的条件是：

（1）工作一段时间后，甲杯中溶液的pH增大，乙杯中溶液的pH减小；

（2）b、c两极放电离子的物质的量相等。

填写以下空白：

（1）应选择的电解质溶液是____组。

（2）甲杯的电解方程式是________________；

乙杯的电解方程式是_______________。

（3）当b极上析出7.1g电解产物时，c极上的电解产物是_______，其质量为____g。