高中化学 4.3《电解池》学案 新人教版选修4.doc

第三节 电解池一、 电解原理1、试验探究CuCl2溶液CC 如图所示：与电源正极相连的电极叫 极，与电源负极相连的电极叫 极。若烧杯中的液体为CuCl2溶液，合上电源开关，能否看到小灯泡发光？ 。给CuCl2溶液通电时现象：阴极上 ，经检验该物质是 。阳极上： ，经检验该物质是 。两支电极上发生的反应为：阳极： 。反应类型： 反应。阴极： 。反应类型： 反应。总反应式： 。 过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极，氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。2、电解：使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。所用电流一般为直流电还是交流电较好？ ！该过程中 能转化为 能！ 这是一个物理过程还是一个化学过程？ 过程！显然：电解质溶液的导电过程就是 的过程。3、电解池：将 能转化为 能的装置。 构成电解池的条件： 判断下列装置是否属于电解池：CCCH3CH2OH稀H2SO4玻璃棒玻璃棒稀H2SO4FeC稀H2SO4CuC稀H2SO4CCu4、原电池与电解池的比较装置类别原电池电解池举例（图）电极名称反应类型能量转变反应是否自发进行在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极。在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl两种离子呢？ 。水电离出少量的H和OH在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。5、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：金属活动顺序表 Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：cH+(酸)c H+(水)，因而放电能力 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。 、 、 、 、 、 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。从CuCl2溶液的电解产物可知： 的失电子能力比 强。而氟原子的得电子能力很 ，因而F失电子能力最 。研究表明：OH的失电子能力比最高价含氧酸根离子强：4OH 4eO2 2H2O 、 等阴离子在水溶液中电解时不失电子。注意：放电顺序这个考点不难，但要细心，极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物，如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属，那一定要能想起：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。练习：一、用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）1、CuCl2阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。2、 HCl:阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。小结：经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是 ，这一类电解反应称为电解电解质型3、NaCl阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。小结：经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ，这一类电解反应称为放H2生碱型。4、CuSO4阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 总方程式： 电解质浓度 ，pH 电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。小结：经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ，这一类电解反应称为放O2生酸型。5、 NaOH:阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 6、 H2SO4:阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 7、 Na2SO4:阴极： 阳极 总方程式： 电解质浓度 ，pH 小结：经过总方程式发现以上三个电解池反应的电解对象都是 ，要把电解质溶液复原，加 。这一类电解反应称为电解水型。4、电极方程式的书写标出电极名称阴极或阳极 写出电极方程式：阳极： ；反应类型： 反应。阴极： ；反应类型： 反应。阴、阳两极中得、失电子的总数要 ，每一极上都要满足 和 守恒，总方程式可根据阴、阳两极的物质变化写出。二、用铜电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）1、H2SO4:阴极： 阳极 总方程式： 2、ZnSO4:阴极： 阳极 总方程式： 3、 CuSO4阴极： 阳极 总方程式： 发散： 1、在电解水实验中，常加入一定量的NaOH溶液和H2SO4溶液，对电解水的现象和结果有无影响？ 。为何加入一定量的NaOH溶液和H2SO4液？ 。 能否改为加入HCl溶液？ 。能否把阴极上的石墨改为Fe？ 。能否把阳极上的石墨改为Fe？ 。2、能否设计一个装置，使反应：CuH2SO4Cu SO4H2 能够进行？二、 电解原理的应用：1、氯碱工业：电解 制 、 和 。电极反应方程式： 阳极： 阴极： 总方程式 该电解池中阳极用 电极（金属、惰性）2、电镀： 电镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，用含有 作电镀液。3、 铜的精炼电解时，通常把 作阴极，把 作阳极，用含有 作电镀液。粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成 4、 电冶金 对于 、 、 、 这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。工业上用电解 的方法制取金属钠，方程式 工业上用电解 的方法制取金属镁，方程式 工业上用电解 的方法制取金属铝，方程式 练习：电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试