高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能（第1课时）电解导学案1 鲁科版选修4.doc

第1章第2节电能转化为化学能-电解第1课时【学习目标】1.使学生理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2. 理解电解原理及其与原电池的区别 3. 正确书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式；会判断两极所发生的是氧化反应，还是还原反应；【学习过程】一、电 解 的 原 理（一）电解熔融氯化钠的实验1实验装置电解原理e-e-阳极阴极阴离子阳离子氧化反应还原反应2实验现象通电后，在石墨片周围有 产生，在铁片上生成 金属。3实验分析(1)熔融氯化钠中存在的微粒 。(2)通电后离子的运动方向： (填离子符号)移向铁电极， (填离子符号)移向石墨电极。(3)电极上发生的变化：铁电极： ，石墨电极： 。4实验结论熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了 。（二）电解原理1基本概念(1)电解：让 通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。(2)电解池定义：将 转化为 的装置。构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质并构成 。(3)电极阳极发生 反应的电极(与电源正极相连)阴极发生 反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应，可以用 表示。2电解池的工作原理探究升华思考探究用下列装置对x溶液进行电解问题思考：(1)若x为cuso4，两电极上出现什么现象？解释原因。 (2)若x为mg(no3)2，两电极上出现什么现象？解释原因。二、 认知升华1电解反应两极产物的判断(1)阳极产物的判断活性金属电极金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。惰性电极(pt、au、c)阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子放电顺序：s2ibrcloh含氧酸根f。(2)阴极产物的判断与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：aghg2fe3cu2h(h浓度较大时)pb2sn2fe2zn2h(h浓度较小时)al3mg2naca2k。2电极反应式的书写(1)判断阴、阳极，并分析电极材料的性质，尤其是阳极材料。(2)分析电解质溶液中的离子类别，明确离子的来源及放电顺序。(3)写出阴、阳极的电极反应式，电极反应式的书写可概括为：列物质、标得失；选离子、配电荷；配个数、巧用水。导学案参考答案一、电 解 的 原 理（一）电解熔融氯化钠的实验2. 气泡 银白色3. （1）na、cl（2）阳离子na 阴离子cl （3）2na2e=2na 2cl2e=cl2 4. na和cl2（二）电解原理1. （1）直流电 氧化 还原 （2）电能 化学能 闭合回路（3）氧化 还原 （4）电极反应式2. （1）通电后在石墨电极上产生气泡。原因：4oh4e=o22h2o；铁电极上析出紫红色固体，原因：cu22e=cu。（2）通电后在石墨电极上产生气泡，原因：4oh4e=o22h2o或2h2o4e=o24h；铁电极上产生气泡，附近区域变浑浊，原因：2h2o2e=h22oh、mg22oh=mg(oh)2三、检测题1. 如右图所示，用石墨电极电解cucl2溶液。下列分析正确的是（ ）a. b为阳极、a为阴极 b. 通电一段时间后，d极附近观察到黄绿色气体c. 阳极上发生的反应：cu2+2e-=cu d. 若电路中转移0.2mole-，则d极增重6.4g2. 结合图示判断，下列叙述正确的是()a. k与n连接时，x为硫酸，一段时间后溶液的ph增大b. k与n连接时，x为氯化钠，石墨极电极反应式为2h2e=h2c. k与m连接时，x为硫酸，一段时间后溶液的ph增大d. k与m连接时，x为氯化钠，石墨极电极反应式为4oh4e=2h2oo23. 如图所示的电化学装置，下列叙述不正确的是()a. a和b用导线连接，电子由铁经过导线流向碳b. a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：fe2e=fe2c. a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀d. a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，na向铁电极移动4. 用右图所示装置除去含cn、cl废水中的cn时，控制溶液ph为910，阳极产生的clo将cn氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()a. 用石墨作阳极，铁作阴极b. 阳极的电极反应式：cl+2oh2e=clo+h2oc. 阴极的电极反应式：2h2o+2e=h2+2ohd. 除去cn的反应：2cn+5clo+2h+=n2+2co2+5cl+h2o5. 某兴趣小组设计如图所示微型实验装置。实验时，先断开k2，闭合k1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开k1、闭合k2，发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是( )a. 断开k2，闭合k1时，总反应的离子方程式为：2h2clcl2h2b. 断开k2，闭合k1时，石墨电极附近溶液变红c. 断开k1，闭合k2时，铜电极上的电极反应式为：cl22e=2cld. 断开k1，闭合k2时，石墨电极作正极参考答案1. 【解析】如图所示，根据电流方向可判断：b为正极、a为负极、c为阴极、d为阳极；用石墨电极电解cucl2溶液，阳极发生氧化反应：2cl2ecl2；阴极发生还原反应：cu2ecu。a项，由上述分析知b为正极、a为负极，故a错误；b项，d为阳极，生成氯气为黄绿色，故b正确；c项，阳极发生氧化反应：2cl2ecl2，故c错误；d项，d极产生氯气，电极质量不变，故d错误。【答案】b2. 【解析】k与n连接时，构成原电池，总反应为铁与硫酸生成硫酸亚铁和氢气，硫酸浓度减小，溶液的ph增大，故a正确。k与n连接时为原电池，x为氯化钠，是“吸氧腐蚀”，石墨为正极：o2+2h2o+4e=4oh，故b错误； k与m连接时，为电解池，石墨为阳极，电解硫酸溶液，实质是电解水，溶液的ph减小，故c错误； k与m连接时为电解池，石墨为阳极，电解氯化钠，石墨电极反应：2cl-2e=cl2，故d错误。【答案】a3. 【解析】a和b用导线连接，铁是负极，电子由铁经过导线流向碳，故a正确；a和b用导线连接，铁是负极，铁电极的电极反应式为：fe2e=fe2，故b正确；a、b分别连接直流电源正、负极，为外接电流阴极保护，可以防止铁被腐蚀，故c正确；a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，阳离子移向阴极，na向c电极移动，故d错误。【答案】d4. 【解析】a该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作负极，可以用较不活泼金属作正极，所以可以用石墨作氧化剂、铁作阴极，故a正确；b阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为cl-+2oh-2e-clo-+h2o，故b正确；c电解质溶液呈碱性，则阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2h2o+2e-h2+2oh-，故c正确；d阳极产生的clo-将cn-氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成，反应方程式为2cn-+5clo-+h2on2+2co2+5cl-+2oh-，故d错误；故选d。本题涉及，明确各个电极上发生的反应及电解原理是解本题关键，易错选项是bd，注意d中反应生成物，注意b中碱性条件下不能有氢离子参加反应或生成。电极反应式的书写的具体步骤如下：（1）首先根据题意写出电池反应。（2）标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂、还原剂。（3）根据还原剂负极材料，氧化产物负极产物，氧化剂正极材料，还原产物正极产物来确定原电池的正、负极和反应产物。根据电池反应中转移电子的数目来确定电极反应中得失的电子数目。（4）注意环境介质对反应产物的影响。【答案】d5. 【解析】断开k2、闭合k1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则总反应为2cl-+2h2oh2+2oh-+cl2，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生cl2，在铜电极处产生h2，铜电极附近产生oh-，溶液变红，a错误；b、根据a中分析可知b错误；c、断开k1、闭合k2时，装置为原电池，铜电极上的电极反应