2018-2019学年高中化学第四章电化学基础第三节第1课时《电解原理》知识点归纳及例题演练

学必求其心得，业必贵于专精第一课时电解原理1．电解池组成“三条件"：①外接电源；②电解质溶液；③闭合回路.2．离子放电“两序次”(惰性电：极）阳极：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－;阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Sn2＋＞Zn2＋＞Fe2＋＞H＋(H2O）＞Al3＋。3．电解池阴、阳极“四特点”：阳极：外接直流电源正极——流出电子—-发生氧化反应——阴离子移向阴极：外接直流电源负极——流入电子——发生还原反应—-阳离子移向电解原理[自学教材·填要点］1．电解CuCl2溶液(1)通电前，CuCl2溶液中存在的离子是CuCl2电离产生的Cu2＋和Cl－，以及水电离产生的H＋、OH－。2)工作原理：1学必求其心得，业必贵于专精总反应:Cu2＋＋2Cl－错误!Cu＋Cl2↑。3)CuCl2溶液导电的过程,就是CuCl2电解的过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。2．电解和电解池(1）电解:使电流经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:在外加电源的作用下，将电能转变成化学能的装置。(3）电解池的两极：阳极—-与电源正极相连，发生氧化反应；阴极—-与电源负极相连，发生还原反应。(4）组成电解池的条件：①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。(5）离子的定向搬动：阴离子移旭日极;阳离子移向阴极.（6)电子的流向:电源负极―→阴极错误!阳极―→电源正极。[师生互动·解疑难］(1）惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。2学必求其心得，业必贵于专精（2）阳极产物的判断：①第一看电极,若是是活性电极,则电极资料失去电子，被溶解。若是是惰性电极，依照阴离子的放电序次加以判断。②阴离子的放电序次：S2－〉I－〉Br－〉Cl－〉OH－>含氧酸根〉F－.(3)阴极产物的判断：直接依照阳离子放电序次进行判断。阳离子放电序次：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋〉H＋（浓度大）〉Pb2＋〉Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋〉H＋（浓度小）＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋。1．写出用惰性电极电解以下溶液时的电极反应式和总反应方程式：(1)电解HCl溶液:①阳极:__________________________________________________________________；②阴极：__________________________________________________________________；③总反应式：_______________________________________________________________。3学必求其心得，业必贵于专精（2）电解CuSO4溶液：①阳极:_________________________________________________________________；②阴极：________________________________________________________________；③总反应式：_______________________________________________________________.－－答案:(1)①2Cl－2e===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑③2HCl错误!H2↑＋Cl2↑2）①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2＋－②2Cu＋4e===2Cu2CuSO4＋2H2O错误!2Cu＋2H2SO4＋O2↑使用惰性电极电解电解质溶液的种类[自学教材·填要点]4学必求其心得，业必贵于专精电极反应电式解质电解电溶类实电解方解溶液质特液型例程式对pH阴阳浓点变化象极极度的变化含氧H2S4O减小酸O4H＋可溶H－2H2O电Na＋4e－性强＋增大解碱OH－4e－水增O2↑2H水====大2↑＋型爽朗=2H=2HO2↑金属KN2↑2O不变含氧O3错误!酸盐5学必求其心得，业必贵于专精2H＋2Cl＋2e－－2HCl无氧HCl－2e－错误!增大s电酸====H2↑＋解=H2=Cl2Cl2↑电电↑↑减解解2Cl小不活Cu2质质－－泼金＋＋CuCl2型CuC2e－属无2e－错误!Cul2==氧酸==＋Cl2↑=Cl2盐=Cu↑放2H＋2Cl2NaCl电生爽朗＋2e－－＋成H2解金属NaC－2e－2H2O新生质无氧l====错误!增大碱2NaOH和电酸盐=H2=Cl2解型＋H2↑水↑↑＋Cl2↑质放不活2Cu24O2CuSO4电生＋＋H－＋2H2O成O2泼金解CuS4e－－4e错误!2Cu新生属含O4==＋质减小酸氧酸－和电=2C==2H2SO4解型盐水u=2H＋O2↑质6学必求其心得，业必贵于专精2O＋O2↑［师生互动·解疑难］(1)用惰性电极电解电解质水溶液时,第一要全面解析电解质溶液的组成,找全离子并分为阴、阳两组，尔后排出阴、阳离子的放电序次,写出两极上的电极反应式，依照两极的电极反应式写出反应的总方程式。（2)若阴极为H＋放电,则阴极区c（OH－)增大；若阳极区OH－放电，则阳极区c（H＋)增大；若阴、阳极分别同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大（饱和溶液例外)。3）电解后要恢还原电解质溶液的浓度,需要加入适合的某物质,该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。2．用石墨作电极,分别电解以下各物质的溶液：CuCl2②CuSO4③NaCl④NaNO3⑤盐酸⑥H2SO4⑦KOH其中只有水被电解的有（)A．①②⑤B．②④⑥⑦C．④⑥⑦D．③⑤⑥⑦7学必求其心得，业必贵于专精解析：只有水被电解，即在阴极上H＋放电（溶液中阳离子是较爽朗的金属离子）,在阳极上OH－放电（溶液中含有含氧酸根离子或F－)，吻合这一要求的是④⑥⑦。答案：C主题1：如何判断某一装置是原电池还是电解池？单一装置中，若有外接的直流电源，且吻合电解甲装置的其他三个条件(两个电极，电解质溶液，闭合回路），则该装置为电解装置单一装置中，若无外接直流电源，且吻合原电源乙装置的三个条件（两个爽朗性不相同的电极、电解质溶液、闭合回路），则该装置为原电池装置若多个装置相互串通，有外接直流电源时,则串通的装置为电解池；若无外接直流电源,则能发生自丙发氧化还原反应的装置为原电池，其他装置为电解池主题2：将CuSO4和NaCl按物质的量之比1∶3混杂，尔后用惰性电极进行电解,请与同学共同商议电解的过程分为几个阶段？并书写出每一阶段的电极反应式。第一阶段相当于电解甲CuCl2溶液阳极反应式:2Cl－－2e－8学必求其心得，业必贵于专精===Cl2↑阴极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu第二阶段于电解NaCl溶液其中阳极反应式：2Cl－－乙2e－===Cl2↑阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑第三阶段相当于电解水阳极反应式：4OH－－4e丙－===2H2O＋O2↑阴极反应式:4H＋＋4e－===2H2↑电解池阴、阳极的判断［例1］9学必求其心得，业必贵于专精以下列图,甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，A、B两铜片经过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液,通电一段时间后,发现A、B间的紫红色圆点向A极搬动了一段距离，则与A相连的是电源的________极，可发现滤纸的B极边沿周边有________色出现。[解析]当通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向A极搬动了，由于紫红色是MnO－4的颜色，即MnO－4向A极搬动，因阴离子旭日极搬动，所以A为电解池的阳极（浸有NaCl溶液的石蕊试纸相当于电解池)，则与A相连的是电池的正极,B为阴极。阴极区H＋放电生成OH－，使石蕊试纸变蓝。［答案]正蓝阴、阳极的判断方法解决这一类电解有色离子的电解质溶液(特别是含MnO错误!的溶液）的问题时要牢记：在电解池中，阳离子向阴极搬动,阴离子旭日极搬动。判断方法归纳以下：1。用惰性电极电解浸有Na2SO4溶液的石蕊试纸，若发现A端试纸变蓝，则A端为电解池的阳极还是阴10学必求其心得，业必贵于专精极？提示:试纸变蓝的原因是A端液体呈碱性，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，破坏水的电离平衡，使得c（OH－）＞c（H＋)，即A端为电解池的阴极。电解池电极产物的判断［例2］用惰性电极电解稀H2SO4、Cu（NO3）2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是( )A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2［解析］由题意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO错误!、NO错误!、Cl－、OH－，依照离子的放电序次：阳离子：Cu2＋＞H＋＞Na＋，阴离子：Cl－＞OH－＞SO错误!、NO错误!，则阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。判断电极产物时的注意事项（1)对阳极，第一看阳极资料可否为活性电极，若为活性电11学必求其心得，业必贵于专精极，则阳极资料被溶解；若为惰性电极，则依照阴离子的放电序次判断谁先放电,且注意溶液中OH－的存在。2)对阴极，不论阴极资料是什么，均依照阳离子的放电序次判断谁先放电，且注意溶液中H＋的存在。2.若将本题中NaCl改为Na2SO4,则电解的初始阶段阴极和阳极上析出的物质分别是什么?提示：若将NaCl改为Na2SO4，则溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO错误!、NO错误!、OH－，离子的放电序次为，阳离子：Cu2＋＞H＋＞Na＋，阴离子:OH－＞SO错误!＞NO错误!,则阴极反应式:Cu2＋＋2e===Cu，阳极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故阴极析出Cu,阳极产生O2。12学必求其心得，业必贵于专精电解后电解质溶液的还原[例3](2011·全国高考)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到初步状态，应向溶液中加入适合的（）A．CuSO4B．H2OC．CuO`D。CuSO4·5H2O［解析]用石墨电极电解CuSO4溶液，发生反应：2CuSO4＋2H2O错误!2Cu＋2H2SO4＋O2↑,依照电解液的恢复依照“出什么，加什么”的原则，应向溶液中加入适合的CuO,C项正确.［答案］C电解后要恢还原电解质溶液的浓度,须加适合的某物质，该物质能够是阴极与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢还原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入Cu