【高中化学】电解池第三课时课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能第二节电解池

第三课时

电化学中多池串联及定量计算1、通过比较能够识别原电池、电解池，并能解决多池串联问题与电极反应式的书写。2、深入理解电解原理中的守恒关系进行电解过程中的相关计算。学习目标用如图所示装置进行实验：(2)若开始时K与M连接，则构成___________，铁棒发生的电极反应式为____________；石墨电极产生的现象为___________________。一段时间后，溶液的pH___________。(1)若开始时K与N连接，则构成___________，铁棒发生的电极反应式为_______________；石墨电极产生的现象为____________________。(3)若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式：_______________________________。新知探究原电池Fe－2e－=Fe2＋有无色气泡生成电解池2H＋＋2e－=H2↑有淡黄绿色气泡生成

增大1、一池两用一、原电池和电解池的综合(1)判断电池类型新知探究2、多池串联①有外接电源时，各电池均为电解池。②无外接电源时，燃料电池、铅酸蓄电池等作电源，则其他装置为电解池。③无外接电源时，有活泼性不同的两电极的一般为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的一般为电解池。④根据电极反应现象判断。一、原电池和电解池的综合(2)常用解题步骤2、多池串联新知探究一、原电池和电解池的综合如图所示装置：导思回答下列问题：(1)甲池是

，乙池是将

能转化为

能的装置。原电池电化学新知演练(2)写出甲、乙、丙池中各电极的电极名称和电极反应式。A极：负极，CH4－8e－＋10OH－=CO32-＋7H2OB极：正极，2O2＋8e－＋4H2O=8OH－Cu极：阳极，Cu－2e－=Cu2＋Ag极：阴极，Cu2＋＋2e－=CuPt(Ⅰ)极：阳极，2Cl－－2e－=Cl2↑Pt(Ⅱ)极：阴极，Mg2＋＋2e－＋2H2O=H2↑＋Mg(OH)2↓(1)两极产物的量（如：固体质量、产生气体体积）计算；(2)溶液的pH计算或物质的量浓度等；1、常见计算内容新知探究二、电解池的定量计算(3)相对原子质量的计算和阿伏伽德罗常数测定的计算；(4)产物的量与电荷量关系的相互计算。新知探究二、电解池的定量计算2、常用计算方法

(1)根据电子守恒法计算：依据是电路中转移的电子数目相等。用于串联电路、阴阳两极产物、正负极产物、电荷量等类型的计算。

(2)根据总反应式计算：先写出电极反应在写出总反应式，根据总反应式比例计算。

4OH--4e-=2H2O+O2↑0.5mol

C(Cu2+)=1mol/0.5L=2mol/L阴极：阳极：2Cu2++4e-=2Cu

D3、单一溶质的电解(1)用铂电极电解CuSO4溶液500mL,当阴极质量恰好不再增加时，标准状况下阳极产生11.2L的气体，则原溶液中CuSO4的物质的量浓度为（）

A.0.5mol/LB.1.0mol/LC.1.5mol/LD.2mol/L2mol2mol

1moL二、电解池的定量计算新知探究阴极：2H++2e-=H2↑（Cu2+完全放电后）阳极：0.5mol

n(Cu2+)=0.5molC(CuSO4)=0.5mol/0.5L=1.0mol/L(开始)Cu2++2e-=Cu4OH--4e-=2H2O+O2↑

C(2)用铂电极电解CuSO4溶液500mL,经过一段时间后，标准状况下两极均产生11.2L的气体，则原溶液中CuSO4的物质的量浓度为（）

A.0.5mol/LB.0.8mol/LC.1.0mol/LD.1.5mol/L2mol

0.5mol

1mol

1mol0.5mol

新知探究3、单一溶质的电解二、电解池的定量计算思维模式建立根据得失电子守恒建立起各电极析出的物质

物质的量与得失电子的量关系。新知探究溶液酸性,生成了H+,C(H+)增大了0.001mol/L生成n(H+)=0.5L×0.001mol/L=5×10-4molm(Ag)=5×10-4mol×108g/mol=0.054g=54mgB(3)用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时,设电解时阴极没有氢气析出，且不考虑体积变化，电极上应析出的银的质量是：（）

A．27mg

B．54mg

C．108mg

D．216mg阴极：阳极：4Ag++4e-=4Ag2H2O-4e-=O2↑+4H+5×10-4mol5×10-4mol5×10-4moL5×10-4moln(Ag)=5×10-4mol新知探究3、单一溶质的电解二、电解池的定量计算

溶液碱性，生成了OH-，C(OH-)增大至0.1mol/L生成n(OH-)=2L×0.1mol/L=0.2mol0.2molH2和Cl2共0.2mol，即标准状况下为4.48L

B(4)用惰性电极电解2L饱和氯化钠溶液,经过一段时间以后,电解液的pH上升至13（不考虑溶液体积变化），则电解过程中两极上共产生的气体在标准状况下体积为：（）

A．2.24L

B．4.48L

C．1.12LD．11.2L

阴极：阳极：2H2O-2e-=H2↑+2OH-2Cl--2e-

=Cl2↑0.2mol0.2mol0.1moL0.1mol新知探究3、单一溶质的电解二、电解池的定量计算溶液酸性溶液碱性思维模式建立n生成(H+)=n(e-)n生成(OH-)=n(e-)

新知探究(开始)Cu2++2e-=Cu阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-（Cu2+完全放电后）阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+2Cl—

-2e-=Cl2↑1.4mol2.8molxmol2xmolymol4ymol0.8mol0.6mol2.4mol因为电解生成的OH-

多于H+，溶液显碱性。n(OH-)=2.8mol-2.4mol=0.4molC(OH-)=0.1mol/LpH=13

B(1)用铂电极电解NaCl和CuSO4溶液，当电路通过4mol电子时，在阴阳两极都产生了1.4mol的气体，电解后溶液的体积为4L，则电解后溶液的pH为()A、14B、13C、2D、14、混合溶质的电解二、电解池的定量计算新知探究x+y=1.42x+4y=4(2)将0.2molAgNO3

、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100ml的溶液，用石墨做电极电解一段时间后，在一极析出0.3molCu，此时在另一极收集到气体体积为（标况）()A.4.48LB.5.6LC.6.72LD.7.84LB(3)在H2O中加入等物质的量的Ag＋、Na＋、Ba2＋、NO3-、SO42-、Cl－，该溶液在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物和还原产物的质量比是(

)A．1∶8

B．8∶1

C．35.5∶108

D．108∶35.5B4、混合溶质的电解二、电解池的定量计算新知探究5、非惰性电极做阳极的电解(1)用质量均为100g的铜做电极，电解AgNO3

溶液，一段时间后，两电极质量相差28g,此时两电极质量分别为：（）A.阳极93.6g阴极121.6gB.阳极100g阴极128gC.阳极91.0g阴极119.0gD.阳极86.0g阴极114.0gACu＋2Ag+

＝Cu2+

＋2Ag

64…………216216g＋64g＝280g

阳极每溶解64g铜，质量差280g现差28g，所以溶解了6.4g铜。

阳极质量为：100g－6.4g＝93.6g阴极质量为：100g+21.6g＝121.6g二、电解池的定量计算新知探究1、多个电解池串联的计算每个电解池单独分析、单独计算，与单池的计算相同。新知探究三、多池的有关计算(1)有电解装置如图所示.图中A装置盛1L2mol/LAgNO3溶液。通电后,润湿的淀粉KI试纸的C端变蓝色,电解一段时间后试回答:①E极名称为___．②A中发生反应的化学方程式为___．③在B中观察到的现象是___．④室温下，若从电解开始到时间t时，A和B装置中共收集到气体0.168L（标准状况），若电解过程中无其它副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A溶液的pH为___．阳阴-+阴阴阳阳A、B装置共收集到气体V=0.168L，n=7.5×10-3mol，且是H2、O2的混合气体，由于是串联电路，故流过线路上的ne-相同，所以氢气和氧气的物n之比为2：1，即nH2=5.0×10-3mol，nO2=2.5×10-3mol，根据关系式：O2↑～～～～～4HNO31mol

4mol2.5×10-3mol

1.0×10-2mol所以在t时，c（HNO3）=1.0×10-2mol•L-1，即氢离子浓度为0.01mol/L，则溶液的pH为2；负极4AgNO3+2H2O=4Ag+O2↑+4HNO3通电Cu电极变细，Cu电极附近溶液显蓝色，下部有蓝色沉淀生成，石墨电极处产生气泡2(2)把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了0.192g,金属X阴极质量增加了0.195g,已知X的相对原子质量为65，求X离子所带电荷数？X的硫酸盐CuSO4阳阴阴阳Cu2++2e-=Cu0.003mol0.006molXx++xe-=X0.006molxmol650.195X=2新知演练2、无外接电源的多池的计算先判断谁是原电池，谁是电解池，再分别进行计算。一般规律：电极反应物活动性相差大的电池为原电池；电极反应物活动性相差小或电极材料无活动性差的电池为电解池。

新知探究三、多池的有关计算（B）（C）（D）（A）CuSO4AgNO3AgNO3Na2SO4AgCuCuCPtPtAgFe(1)判断下列组合中各是什么装置,写出电极反应-+阴阴阴阳阳阳A：原电池BCD：电解池

Fe-2e-=

Fe2+2Ag+

+2e-=2Ag

Ag+

+e-=Ag

Ag-e-=Ag+Cu2++2e-=Cu

4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+

4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-1)甲池是

池，乙池是

池。2)a极为

极，b极为

极，C极为

极，Pt为

极。3)Pt电极的电极反应式为

。4)若甲中为0.1mol/L的H2SO41L，乙中为0.1mol/L的NaCl1L。反应一段时间后，乙中的PH值上升到13，此时甲中的pH为

，标准