第二节-电能转化为化学能-电解

1．熟悉电解质的电离及电离方程式的书写。(1)举例说明哪些类别的物质在溶于水时能发生电离。其电离方程式应怎样写？(2)在氯化钠水溶液中都存在哪些微粒？提示(1)酸、碱、盐(如H2SO4、NaOH、NaCl)类物质溶于水可以电离，其电离方程式分别为H2SO4===2H＋＋SO42－，NaOH===Na＋＋OH－，NaCl===Na＋＋Cl－；(2)H2O、Na＋、Cl－、H＋、OH－。第二节电能转化为化学能——电解2．了解有关的电学知识。(1)直流电源的电极是怎样规定的？(2)溶液中的阴、阳离子在直流电作用下中如何运动？提示(1)电子流出极、流入极分别是直流电源的负极和正极；(2)阳离子与电流同向运动，阴离子与电流逆向运动。

1．通过对熔融氯化钠电解体系的分析，掌握电解、电解池的概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极2．通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精炼，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值3．通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献4．通过活动探究，提高自身的实验能力和分析能力笃学一电解原理1.电解让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生

和

的过程叫做电解。2．电解池借助

引起

的装置，也就是把

能转变为

能的装置，叫做电解池。氧化反应还原反应电流氧化还原反应电化学3．电解原理(1)构成电解池的条件①与电源相连的两个电极。其中与电源正极相连的电极称为

极，与电源负极相连的电极称为

极。②电解质溶液或熔融的电解质。③形成

。阴阳闭合回路(2)电解原理①电子流向：通电时，电子从电源的

极沿导线流入电解池的

极，经过阴、阳离子定向运动形成的内电路，再从电解池的

极流出，并沿导线流回电源的

极。②离子移动方向：阳离子移向电解池的

极，阴离子移向电解池的

极。③电极反应：阳极：金属电极或电解质溶液中的

离子

电子发生

反应。阴极：电解质溶液中的

离子

电子发生

反应。阴阳负正阴阳阴失去氧化阳得到还原笃学二电解原理的应用1.电解饱和食盐水(1)电极反应式

, .(2)总反应方程式

.阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑2．铜的电解精炼电解精炼铜时，用

作阴极，

作阳极，用硫酸酸化的

溶液作电解质溶液。阳极反应式为

，阴极反应式为

粗铜中的锌、镍和铁等比铜活泼的金属也发生氧化反应溶解变成金属阳离子进入溶液。银、金、铂等不如铜活泼的金属在电解过程中不发生反应，最终沉积在电解池的底部与其他不溶性杂质混在一起形成

。3．电镀电镀是应用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层金属或合金的方法。电镀时，通常把

做阴极，

做阳极，用含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。

精铜粗铜CuSO4Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋

Cu2＋＋2e－===Cu(精铜)

阳极泥镀件镀层金属【慎思1】

电解质溶液导电与金属导电过程一样吗？提示不一样，金属导电是因为金属中存在自由电子，是自由电子的定向移动形成电流，是物理过程，而电解质溶液是靠溶液中的自由离子定向移动形成电流，并在两极发生氧化反应和还原反应。【慎思2】

思考并讨论，如何确定电解池的阴、阳极？提示(1)通过与直流电源的连接：阳极——连接电源正极；阴极——连接电源负极。(2)通过发生的反应：阳极——发生氧化反应；阴极——发生还原反应。(3)通过电子流向及反应中电子得失：阳极——电子流出，反应中失电子阴极——电子流入，反应中得电子。【慎思3】

根据所列出条件，选出组装一电解池的物质(用短线连接)①电源a．干电池

b．照明线路中插座

c．乙醇②电解液d．KCl溶液

e．硅酸③电极f．石英

g．石墨提示①电源——a.干电池②电解质——d.KCl溶液③电极——g.石墨【慎思4】

电镀和电解精炼过程中电解质溶液的变化有何不同？提示(1)电镀时，以镀层金属作阳极时，阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。(2)电解精炼铜时，以粗铜为材料做阳极属于活性电极，粗铜有杂质(锌、铁、镍、银、金等)，当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等，也会失去电子，如Zn－2e－===Zn2＋。但它们的阳离子氧化性比铜弱，并不在阴极析出，而只是留在电解液里。故Cu2＋的浓度减小。

1．电解产物的判断(1)阳极产物的判断：①首先看电极材料，若为活性电极(除Au、Pt、石墨以外的金属材料)，则电极材料失电子，电极溶解生成相应的金属阳离子。②若为惰性电极(Au、Pt、石墨)，而依据溶液中阴离子的失电子能力加以判断。离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞NO3－＞SO42－(等含氧酸根离子)＞F－。(2)阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序判断，生成相应的金属单质(或氢气)Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。2．电极反应式书写书写电极反应式，判断是关键，“四步法”可帮你确定电极反应式的书写。第一步：判断阴、阳极。第二步：判断阴、阳离子的移动，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。第三步：判断离子(或电极材料)的放电顺序。在第二步中将离子按阴、阳离子分开判断，谁强谁先放电。第四步：根据得失电子守恒，判断并书写电极反应式。【例1】如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：判断电解后溶液pH的变化，其方法如下：(1)若电解产物只有H2而无O2，则pH变大；(2)若电解产物只有O2而无H2，原溶液呈酸性，则pH变小。(3)若电解产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性，则pH变小，原溶液呈碱性，则pH变大，原溶液呈中性，则pH不变。【体验1】下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴紫色石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(

)。A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析用惰性电极电解Na2SO4水溶液时，阴、阳两极发生的电极反应分别为：阴极(a)：4H＋＋4e－===2H2↑阳极(b)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑由于H＋和OH－都来自H2O的电离，因此在阴极有OH－生成。在阳极有H＋生成，故遇到紫色石蕊溶液，a极显碱性呈蓝色，而b极附近显酸性，呈红色。答案D1．惰性电极电解电解质溶液规律类型电极反应特点实例电解物质电解质溶液浓度电解质溶液复原电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOH水增大水H2SO4水增大水Na2SO4水增大水HCl电解质减小氯化氢电解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：放出H2生成碱阴极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质氯化氢1．惰性电极电解电解质溶液规律类型电极反应特点实例电解物质电解质溶液浓度电解质溶液复原放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：OH－放电生成O2和酸CuSO4电解质和水生成新电解质氧化铜2.电化学计算的基本方法电化学的计算方法可归纳为下列三种：(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路，其依据是电路中转移的电子总数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。(3)根据关系式计算：依据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。3．电解食盐水、电解精炼铜和电镀铜的比较见下表【例2】电解原理在化学工业中有广泛的应用。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液，则：①电解池中X极上的电极反应为________，在X极附近观察到的现象是__________________________________________。②Y电极上的电极反应为________，检验该电极反应产物的方法是________。解析(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，与电源正极相连的为阳极，反之为阴极，所以X为阴极，Y为阳极，X极在反应过程中消耗了H2O电离出来的H＋，使OH－浓度增大，溶液呈碱性，加入酚酞试液，溶液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的KI淀粉试纸变为蓝色。(2)用电解法精炼铜时，用含杂质的Cu做阳极，精Cu做阴极，反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是精铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。答案(1)①2H＋＋2e－===H2↑有气泡冒出，溶液变红②2Cl－－2e－===Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色(2)①精铜Cu2＋＋2e－===Cu②粗铜Cu－2e－===Cu2＋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(1)分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、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。【体验2】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，故溶液中氢离子浓度不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液中OH－浓度减小C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1答案D实验探究三利用电解原理进行定量测定的实验设计【案例】某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：①用电流电解氯化铜溶液，反应仪器如上图②在电流为IA