高二化学：电能转化为化学能电解学案（鲁科版）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2节电能转化为化学能——-—-电解学习目标了解电解池的工作原理，能用电极反应表示化学能和电能的转化关系2．了解铜的电解精炼3．了解铜的电镀知识梳理电解原理金属是靠________________________________导电;电解质溶液是依靠_________石墨铁石墨铁电解熔融氯化钠右图是电解熔融氯化钠的装置图，请思考：通电前，熔融的氯化钠中存在_______________________离子.通电前这些离子做___________________运动。通电后,_____极上逐渐覆盖了一层银白色的物质,这是因为析出了______.______极上有气泡产生，并可闻到_______的气味，该气体是________。可见通电后，两电极上都发生了化学变化。与电源正极相连的电极我们称之为________，在这一极上发生的电极反应式为_______________;而与电源负极相连的电极我们称之为__________,在这一极上发生的电极反应为_______________.由实验可知熔融的氯化钠通电时，在两极上均发生了氧化还原反应，有新物质生成，此过程中___能转化为____能。7．电解：___________________________________________________的过程叫做电解。电解池:把______________________的装置叫做电解池或电解槽.（1）组成电解池的条件是：①__________________________________________;②__________________________________________；③__________________________________________。（2）右图是电解饱和食盐水的装置图,请思考以下问题:PtPtPtPt电解饱和食盐水现象电极反应式阴极阳极总反应的化学方程式：铜的电解精炼画出电解精炼铜的装置图，并写出两电极的反应。四、电镀铜以铁上镀铜为例，说明电镀所满足的基本条件①___________________________________;②___________________________________;③___________________________________.电镀后阳极质量_______,阴极质量__________，电解液浓度_____________.学习导航方法指导：电极反应及电极产物的判断规律：电解质溶液在通直流电时，对电解产物的判断，既要考虑阴阳离子的氧化还原能力，还要考虑电极材料、离子浓度、溶液酸碱性等.判断电解产物首先要注意电极材料,再根据电解质溶液的离子放电顺序进行判断。（1）惰性电极电解（Pt、Au、碳棒)阳离子放电顺序:Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Fe2+＞┈阴离子放电顺序：S2-＞I-＞Br—＞Cl—＞OH-＞含氧酸根例子下面分四种情况进行说明：①电解质中溶质的阳离子放电,阴离子不放电：即阳离子的氧化性强于H+,而阴离子的还原性弱于OH--，产物为酸、O2及金属单质,电解后溶液pH减小。如：a。电解AgNO3溶液产物为Ag和O2、HNO3：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3b。电解CuSO4溶液产物为Cu和O2、H2SO4：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4:②电解质中溶质的阴离子放电，阳离子不放电:即阳离子的氧化性弱于H+，而阴离子的还原性强于OH——，产物为碱、H2及非金属单质.电解NaCl、K2S、KBr、NaI等水溶液都产生氢气，电解后溶液pH增大。如:2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑③电解过程中阴阳离子都放电:即阳离子的氧化性强于H+,而阴离子的还原性强于OH—-。如:电解CuCl2水溶液或H+与S2-、I-、Br-、Cl—组成的酸.CuCl2Cu+Cl2↑2HClH2↑+Cl2↑④电解过程中阴阳离子都不放电：即阳离子的氧化性弱于H+，而阴离子的还原性弱于OH-。如电解Na2SO4、NaOH、HNO3、H2SO4等水溶液。电解质仅起到增强导电性的作用.pH的变化应分两种情况考虑：若原溶液是饱和溶液，则溶液浓度不再改变，pH也不再改变;若原溶液是不饱和溶液，则随着水的电解,溶液浓度增大，又有三种情形:①若原溶液是酸性的，则酸性会更强，pH减小，如H2SO4等。②若原溶液是碱性的，则碱性会更强,pH增大，如NaOH等.③若原溶液是中性的，则pH不变，如K2SO4等.(2)金属电极做阳极时：金属阳极比电解质溶液中的阴离子容易放电，所以易于失去电子被氧化而溶解,形成金属阳离子进入溶液中，此时溶液中的阴离子不放电。具体应用有：电镀和金属的精炼。比如:用铜棒做电极电解NaCl溶液时，电极反应为：阳极：Cu–2e—-Cu2+阴极：2H++2e--【例1】aab··xya极板b极板x电极y电极A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析根据题意，a极板质量增加,说明电解时有金属析出，发生还原反应，a极应是阴极,x电极应是负极，所以选项c不符合题意；选项B为NaOH溶液，电解时不可能有金属在阴极析出，故选项B也不符合题意。题中已知b极板有无色无臭气体放出，则此气体为氧气，故选项D不符合题意。因此答案为A.。【例2】pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH＞a，则该电解质可能是(）A。NaOHB。H2SO4C。AgNO3D。Na2SO4解析电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A符合要求；电解H2SO4和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变,两者均不符合要求；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小.所以答案为A.【例3】下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是（）A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断升高C。此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1解析处理有关电解问题首先注意电极材料，在此基础上写出电机反应和总的电解方程式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液,总的电解方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3可知：阴极上析出银，阳极上放出氧气,故A正确D错误;由于生成HNO3，溶液的Ph应不断降低，B错误;要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可使溶液恢复电解前的状况.C正确.故正确答案为A、CPtAgPtAgCuFe电源abH2SO4CuSO4A.a极是直流电源的正极B.Fe极是阳极C.Pt极产生的气体体积是Ag极产生气体体积的2倍D。硫酸铜溶液的浓度不变解析这是两电解池串连的情况,其特点是：所有电极上通过的电量相等,其电极及电极反应互不影响，与单个电解池相同。Cu极