化学选修人教新课标电解原理课件

1、 1了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。体验化学能与电能相互转化的过程。 2认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要作用。 1电解CuCl2溶液 (1)通电前，CuCl2溶液中存在的阳离子有_，阴离子有_，这些离子来自于_和_。 (2)通电后，阳离子移向_，阴离子移向_。在阳极放电的离子是_，在阴极放电的离子是_，分别发生_反应和_反应，生成_和_。 电极反应方程式为：阳极：_ 阴极：_ 电解CuCl2溶液的总离子方程式为_ 2电解 (1)概念：电解是_的过程。在电解过程中，电能转化成化学能；从实验还可以看出，电解过程是借助于直流电发生的，是一个非自发的氧化还原反应。 电解

2、池是_的装置，也就是_的装置叫做电解池或电解槽。 (2)构成电解池的条件 _ _ _ (3)电解池的两极 阳极与_相连，在阳极上发生_反应。阴极与_相连，在阴极上发生_反应。 (4)电解质溶液导电的实质 电解质溶液导电的过程，就是_的过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解法是_手段。 (5)离子的放电 _的过程称放电。多种阳离子或多种阴离子分别移向阴极、阳极时，_离子优先在阴极放电(得到电子)，_离子优先在阳极放电(失去电子)。 答案： 1(1)Cu2、HCl、OHCuCl2H2O (2)阴极阳极ClCu2氧化还原Cl2Cu 2Cl2eCl2 Cu22eCu Cu22Cl CuCl2

3、 2(1)使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应借助于电流引起的氧化还原反应把电能转变为化学能 (2)两个电极连接直流电源 两个电极插入电解质溶液中 形成闭合回路 (3)电源正极氧化电源负极还原 (4)电解质溶液电离最强有力的氧化还原 (5)阴阳离子在两极得失电子氧化性强的阳还原性强的阴电离电解条件电解质溶于水或熔融状态下电解质电离后，再通直流电过程电解质离解成为自由移动的离子的过程阴、阳离子定向移动，在两极上失、得电子的过程特点只产生自由移动的离子发生氧化反应、还原反应联系 1电离和电解的区别和联系是什么？ 提示： 2.电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？ 提示：一定有，因

4、为电解池就是由电能转变成化学能的装置，溶液导电电极上一定有电极反应。 1.电解 电解是使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2电解池 电解池是将电能转化为化学能的装置。与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极。 3电解池的构成条件 电源；两个电极：阴极和阳极；电解质溶液或熔融状态的电解质。 4电解过程及实质 (1)电解质电离产生的阴、阳离子在电流的作用下，定向移动，阳离子在阴极得到电子，发生还原反应，阴离子在阳极失去电子，发生氧化反应。 (2)电子从电源负极沿导线流入阴极，并从阳极流出，沿导线回到电源正极，所以，电解质溶液的导电过程就是该溶液

5、的电解过程。 5电解时电极产物的判断 (1)阳极产物的判断。 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属)，则电极材料失电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失去电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨等)，则要再看溶液中离子的失电子能力，此时应根据阴离子的放电顺序加以判断。常见阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根(SO 、NO 等)F。 (2)阴极产物的判断。 直接根据阳离子的放电顺序进行判断，常见阳离子的放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(H浓度较大时)Pb2Sn2Fe2Zn2H(H浓度较小时)Al3Mg2NaCa2K。 6电解池中电极反应式和总反应式的书写 (1)阳极电子

6、流出失去电子发生氧化反应。 阴极电子流入得到电子发生还原反应。 (2)以石墨电极电解 CuCl2 溶液为例。 阳极：2Cl2eCl2(氧化反应)， 阴极：Cu22eCu(还原反应)， 总反应：CuCl2 CuCl2。 (3)以惰性电极电解电解质水溶液。分析电解反应的一般方法步骤如下： 分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组； 分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式； 合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 案例精析 【例1】如下图所示的两个装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线上通过

7、0.02 mol电子，若不考虑盐的水解和溶液的体积变化，则下列叙述正确的是() A产生气体的体积 B电极上析出固体物质的质量 C溶液pH变化增大减小 D电极反应式： 中阳极：4OH4e2H2OO2； 中负极：2H2eH2 解析为电解CuSO4溶液，两极反应分别为： 阴极：2Cu24e2Cu 阳极：4OH4e2H2OO2 总反应式为： 2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2 为原电池，两极反应为： 负极：Zn2eZn2 正极：2H2eH2 总反应式为：ZnH2SO4ZnSO4H2 当通过0.02 mol 电子时，中阳极产生0.005 mol O2，中产生0.01 mol H2；中阴极析出0

8、.01 mol Cu，中没有固体析出。电解后有H2SO4生成，溶液pH变小，消耗H2SO4，溶液pH变大。 答案B 点评要注意原电池与电解池的区别。 【例2】(2003上海)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是() Aa为负极、b为正极 Ba为阳极、b为阴极 C电解过程中，d电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变 解析电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极。 在电解过程中，因Cu2是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2

9、，会导致溶液中氯离子浓度降低。答案选C。 答案C 点评关键是根据电流方向，判断a为电源正极，则c为阳极，顺此“藤”结合电解CuCl2溶液时的反应特点可得“瓜”。 如图所示装置中，属于电解池的是() 解析判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：有与直流电源相连的两个电极；有电解质溶液或熔融态电解质；能形成闭合回路。故正确答案为C。 答案C 点评容易把原电池和电解池弄混而无法正确选择。二者之间一个明显的差异是原电池没有电源而电解池需要直流电源。 能用电解原理说明的问题是() 电解是把电能转变成化学能电解是化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是

10、物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生 A B C D 答案D 如右图所示，哪个是原电池：_，哪个是电解池：_，电极反应分别为a：_，b：_，c：_，d：_。 解析A、B表面上无电源，实际上A是原电池，B是电解池，因为A中Zn极活泼性最强，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极。a：Zn2eZn2，b：2H2eH2，c：AgeAg，d：AgeAg。实际上B也为电镀池。 答案A；B；Zn2eZn2；2H2eH2；AgeAg；AgeAg 下图是电解CuCl2溶液的装置图，a、b是两根石墨棒。 (1)CuCl2 溶液中通电前离子如何运

11、动？ (2)通电后离子如何运动？ (3)指出a，b电极的名称。 a是_ b是_ (4)写出a，b两极电极反应式及发生的反应 a极：_发生_反应 b极：_发生_反应 (5)写出总反应方程式： _ (6)如何检验b电极产生的物质 _ 答案(1)在CuCl2溶液中通电前溶液中的Cu2、Cl、H、OH做无规则自由运动。 (2)接通直流电源后，Cl向阳极(b极)移动，Cu2向阴极(a极)移动；溶液中的离子发生定向移动，形成电流 (3)a：阴极b：阳极 (4)a：Cu22eCu，还原 b：2Cl2eCl2，氧化 (5)CuCl2 CuCl2 (6)将湿润的碘化钾淀粉试纸放在b极的U形管口试纸变蓝，Cl22

12、II22Cl。 某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。 解析该溶液由Cu(NO3)2、MgCl2和H2O三种物质组成，其中含有H、Cu2、Mg2三种阳离子和NO 、Cl、OH三种阴离子。 H、Cu2、Mg2在阴极上放电的先后顺序是Cu2HMg2，NO 、Cl、OH在阳极上放电的先后顺序是ClOHNO 。 溶液中的OH和H均来自难电离的H2O。电极反应式为： 第一阶段阳极：2Cl2eCl2 阳极：Cu22eCu 第二阶段阳极：2H2O4eO24H 阴极：4H2O4e2H24OH 将电极反应式合并得电解反应的化学方程

13、式。 答案第一阶段的反应：CuCl2 CuCl2 第二阶段的反应：2H2O 2H2O2 1.以惰性电极电解电解质溶液，分析电解反应的一般方法和步骤 (1)分析电解质溶液的组成，找出离子，并分为阴、阳两组。 (2)分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。 (3)合并两个电极反应式，得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 2反应类型 (1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的电解。如： 阴极：4H4e2H2， 阳极：4OH4e2H2OO2， 总反应： (2)自身分解型：无氧酸(除HF外)、不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物外，如HCl

14、 、CuCl2等)溶液的电解。如： 阴极：Cu22eCu， 阳极：2Cl2eCl2， (3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的电解。如： 阴极：2H2eH2， 阳极：2Cl2eCl2， (4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如： 阴极：2Cu24e2Cu， 阳极：2H2O4eO24H， 3电解后溶液的变化及恢复原状的措施 电解后溶液的变化及恢复原状的措施类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：2H2eH2阳：4OH4e2H2OO2NaOH 水增大增大加水H2SO4水增大减小加水类型电

15、极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原分解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大加氯化氢 类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 放H2 生碱 型 阴：H2O放H2生碱阳：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 加氯化氢 案例精析 【例3】如下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是() AX是正极，Y是负极 BX是负极，Y是正极 CCuSO4溶液的pH逐渐减小 DCuSO4溶液的pH不变 解析根据题意，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色

16、，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H2eH2，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，选项A正确，B错误；当X为正极时，Pt作阳极，电极反应为4OH4e2H2OO2，c(OH)不断减小，则c(H)不断增大，溶液的pH逐渐减小，所以C正确，D错误。故正确答案为AC。 答案AC 【例4】用惰性电极实现电解，下列说法正确的是() A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B电解稀NaOH溶液，要消耗OH，故溶液的pH减小 C电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2 D电解CuCl2溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1 解析本题考查的是根据电解规律判断电

17、解产物及电解质溶液的变化。另外，判断溶液pH的变化还要看溶液体积的变化。 电解稀硫酸，实质是电解水，H2SO4的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A项不正确。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH，阴极消耗H，实质上是电解水，NaOH浓度增大，故溶液的pH增大，B项不正确。电解Na2SO4溶液时在阳极发生反应： 4OH4e2H2OO2，在阴极发生反应：2H2eH2，由于两极通过电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2 1，C项不正确。电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu22eCu，阳极反应为2Cl2eCl2，两极通过电量相等，Cu和Cl2的物质的量之比为1 1，D项正确。

18、答案D 用石墨作电极电解1 molL1 CuSO4溶液，当c(Cu2)为0.5 molL1时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况() ACuSO4BCuO CCu(OH)2 DCuSO45H2O 解析本题考查的是电解原理的应用，使电解质溶液恢复原状况的原则是从溶液中出来什么加什么。 电解CuSO4溶液。阴极：Cu22eCu，阳极：4OH4e2H2OO2 从整个溶液减少的物质来考虑，两电极产物分别为Cu和O2，其物质的量之比为2 1，将两者化合即为CuO，所以加入CuO可使溶液恢复原状。 答案B CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu24I2CuII2

19、而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解质溶液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是() 阴极：2H2eH2，使c(OH)c(H)阳极：2Cu4e4I2CuII2，I2遇淀粉变蓝阳极：Cu2eCu2，Cu2显蓝色阳极：2I2eI2，碘遇淀粉变蓝 ABCD 解析注意该题中是用Cu作阳极，为活性电极。 答案A 某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3 1。用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可将电解过程明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 () A阴极只析出I2 B阳极先析出Cl2，后析出O2 C电解最后阶段为电解水 D溶液pH不断增大，最后为7 解析本题主要考查的是离子的放电顺序，根据离子放电顺序的不同，结合它们的物质的量之间的关系，可判断出这三个阶段。 答案D 1电解质导电的实质是什么？ 对电解质溶液(或熔融态电解质)通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，阳离子移向阴极得电子，发生还原反应；