高中化学第一章化学反应与能量电解池的工作原理及应用导学案新人教选修

1、1.2.3 电解池的工作原理及应用【学习目标】1、了解常见的化学电源的种类及其工作原理。2、知道它们在生产、生活和国防中的实际应用。【问题情境】回顾：电解CuCl2溶液阴极： （ 反应）阳极： ( 反应)总反应式： 一、电解池的工作原理1、电解：在直流电作用下，在两电极上分别发生 和 的过程叫电解。电解池：将 能转化为 能的装置。（又称电解槽）电解原理：电解质在溶于水或熔融状态下电离出自由移动的离子。通电时，自由离子作定向移动。阴离子移向阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应。阳离子移向阴极，在阴极得到电子发生还原反应。2、电解池阴、阳极的判断方法：（1）根据外接电源判断阴极与电源 极相连；阳极与

2、电源 极相连。（2）根据电极反应阴极 电子 反应；阳极 电子 反应。（3）根据电子或电流流动方向（外电路）：电子：从电源 极流向电解池的 极；从电解池的 极流回电源 极。（电流与电子流向相反）（4）根据离子的定向移动（内电路）阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。3、电解池的构成条件： 4、离子放电顺序（1）阳离子的放电顺序：Ag+Hg2+ Fe3+ Cu2+H+（酸） Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水）Al3+ Mg2+Na+Ca2+K+（与金属活动性顺序相反）（2）阴离子的放电顺序： 活泼金属电极：金属电极失电子（除金和铂)惰性电极：溶液中阴离子失电子S2IBrClOH含氧酸根离子F

3、注意：1、金属阳极先放电，离子后放电（先看电极后看溶液） 2、惰性电极：铂、金或石墨3、活性电极：除金、铂和石墨以外的金属电极二、应用1、制取活泼金属电解 的方法制取2、氯碱工业电解 的方法获取烧碱和氯气3、电解精炼铜4、电镀【我的疑问】【自主探究】思考：用惰性电极电解下列溶液，电解后溶液的浓度和PH有何变化？（1）电解NaCl溶液阴极： 阳极： 总方程式： （2）电解H2SO4阴极： 阳极： 总方程式： （3）电解CuSO4溶液阴极： 阳极： 总方程式： 【课堂检测】1、右图是电解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A、a为负极、b为正极 B、a为阳极、b为阴

4、极C、电解过程中，氯离子浓度不变 D、电解过程中，d电极质量增加2、以石墨棒作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是3.011023，则此时在阴极上析出铜的质量是 A、8g B、16g C、32g D、64g3、下列关于电解KNO3溶液的叙述中，正确的是A、随着电解的进行，溶液的PH值减小B、OH向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性C、NO3向阳极移动，K+向阴极移动，分别在对应的极析出D、阴极上H+得电子被原成H2，使得阴极附近的溶液呈碱性4、关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是A、电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B、若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色C、若在阴极附近的溶

5、液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D、电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性5、电解下列物质的水溶液时，在阴极区无金属析出的是A、AgNO3 B、CuCl2 C、NaOH D、MgCl26、用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是A、H2和Cl2 B、Cu和Cl2 C、H2和O2 D、Cu和O2 【回标反馈】【巩固练习】1、下列关于实验现象的描述不正确的是 A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D、把锌

6、粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快2、下列关于铜电极的叙述，正确的是A、铜锌原电池中铜是正极 B、用电解法精炼粗铜时，纯铜作阳极C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D、电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极 3、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一般时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:24、用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl5、用铂电极电解一定浓度的下列水溶液，在电解后的剩余电解液

7、中加适量水时，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是A、AgNO3 B、NaOH C、Na2SO4 D、CuCl2 备 注自学教材1氯碱工业现象电极反应式反应类型阴极生成气体2H2e=H2还原反应阳极生成气体2Cl2e=Cl2氧化反应总反应式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22电镀(以镀铜为例)3电解精炼铜4电冶金(冶炼金属Na、Mg、Al)惰性电极电解“三规律”(1)“三类型”规律：可溶性强碱(如NaOH)电解“水”。电极反应总反应：2H2O2H2O2。结果：c(碱)增大，pH增大。酸：a含氧酸(如H2SO4)电解“水”(电极反应同)结果：c(酸)增大，pH减小。b无氧酸(如HCl)电解“电解

8、质”电极反应总反应：2HClH2Cl2。结果：c(HCl)减小，pH增大。盐：a活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)电解“水”(反应同)结果：c(Na2SO4)增大。b不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)电解“电解质”电极反应总反应：CuCl2CuCl2。结果：c(CuCl2)减小。c活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)电解“电解质水”电极反应总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。结果：“放H2生碱”，pH增大。d不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)电解“电解质水”电极反应总反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4结果：“放O2生酸”，pH减小。(2)溶液酸碱性规律：(3)电解质溶液复原规律：电解质溶液电解一段时间后，若要恢复原溶质和浓度，则应遵循“少什么，加什么”的规律，如惰性电极电解2 mol NaCl溶液生成