电解池的工作原理

第3课时电解池的工作原理学习目标定位知识内容必考要求加试要求1.电解池的构造与工作原理。2.电解池的电极反应式与电解反应方程式。bb课时要求1.会描述电解池的工作原理，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。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Na、Cl，这些微粒的运动状态是自由移动。(2)通电后离子运动方向：阳离子Na(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的反应是铁电极：2Na2e=2Na；石墨电极：2Cl2e=Cl2。(3)由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。2.电解和电解池(1)电解是在直流电作用下，在两个电极上发生氧化还原反应的过程。(2)电解池是将电能转化为化学能的装置。(3)电极名称阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。(4)根据以上分析，你认为构成电解池的条件有哪些？答案电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 电解池的工作原理(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.按如图所示装置完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，观察到的现象是电流计指针发生偏转；与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质；与正极相连的a极一侧有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。(2)实验结论是电解质CuCl2溶液在导电过程中，有铜析出，有氯气生成。(3)实验原理分析氯化铜溶液中的电离过程有a.CuCl2=Cu22Cl，b.H2OHOH；溶液中存在的离子有Cu2、Cl、H、OH，通电前，这些离子在溶液中自由移动。通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，即Cl、OH趋向a极，Cu2、H趋向b极。a极电极反应式是2Cl2e=Cl2，b极电极反应式是Cu22e=Cu，电解反应方程式是CuCl2CuCl2。2.有下列两组离子：Cu2、Na、H、Ag；Cl、I、SO、OH。用惰性电极电解时，移向阳极的是(填序号)，放电先后顺序是IClOHSO；移向阴极的是(填序号)，放电先后顺序是AgCu2HNa。3.用惰性电极电解下列酸、碱、盐电解质溶液：H2SO4；HCl；NaOH；Na2SO4；CuCl2；NaCl；CuSO4。回答下列问题：(1)阴极反应式与相同的有(填序号，下同)，其电极反应式是2H2e=H2；与相同的有，其电极反应式是Cu22e=Cu。(2)阳极反应式与相同的有，其电极反应式是4OH4e=O22H2O；与相同的有，其电极反应式是2Cl2e=Cl2。(3)写出下列电解反应的化学方程式：2H2O2H2O2；2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；2CuSO42H2O2H2SO42CuO2。(4)只是水发生电解的是，只是电解质本身发生电解的是，电解质和水都发生电解的是。(5)电解后溶液的pH显著增大的是，减小的是，不变的是。(6)欲使电解的溶液复原，只加入水的是，只加入电解质本身的是；欲使电解后的复原需通入HCl气体，欲使电解后的复原需加入CuO。1.电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，放电顺序：AgCu2HPb2Fe2Zn2。(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：金属阳极S2IClOH含氧酸根。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：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2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3.如图为直流电源电解稀Na2SO4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()A.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色C.逸出气体的体积，a极的小于b极的D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体答案B4.用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是()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21答案D规律总结分析电解问题的基本方法思路(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。1.下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是()A.电解池是一种将电能转变成化学能的装置B.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D.与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应答案D2.如图是电解CuCl2溶液的装置，两个电极是石墨电极，则下列有关判断正确的是()A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，Cl浓度不变D.电解过程中，d电极质量增加答案D3.以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A.阴极附近溶液呈红色 B.阴极逸出气体C.阳极附近溶液呈蓝色 D.溶液的pH变小答案D4.甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：(1)若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是甲池中的 棒，乙池中的 棒。乙池中阳极的电极反应式是 。(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：写出乙池中总反应的离子方程式 。甲池中碳棒电极上电极反应式是 ，乙池中碳棒电极上电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。答案(1)碳(或C)铁(或Fe)4OH4e=2H2OO2(2)2Cl2H2OCl2H22OH2H2OO24e=4OH氧化反应5.(2016余杭中学月考)在25 时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 molL1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g