高中化学 4.3电解池学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案

第四章电化学基础第三节电解池第一课时【考纲要求】了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。【自主学习】阅读课本P79---P80，思考并完成以下预习内容。金属钠如何制备？你能写出阴阳两极的电极反应么？石墨为电极电解氯化铜溶液时，为什么会生成铜和氯气？电解质溶液导电时，一定会有化学反应吗？如何判断一套装置是原电池还是电解池？【考点突破】考点一：电解原理例1用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－==CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体例2碘盐的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，电解KI溶液，反应方程式为KI＋H2O,KIO3＋H2↑(未配平)。下列有关说法中正确的是()A．电解时，石墨做阴极，铁做阳极B．电解时，在阴极上产生KIO3C．电解前后电解质溶液pH变大D．电解中，每转移0.6mole－，理论上可得到0.1mol无水KIO3晶体反馈训练1下列说法错误的是()A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程C．电解质在任何条件下均可以导电D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成反馈训练2某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()A．石墨是电解池的负极，Cu是电解池的正极B．电解过程中，铜电极上自身没什么变化C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，石墨电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑小结：1.电解池的阴阳极的判断方法：.2.阴阳两极上的放电顺序判断：考点二：电极反应式的书写以及电解一般规律例3用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法不正确的是()A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生B．b电极上发生的反应方程式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．曲线O～P段表示H2的体积变化D．Q点时收集到的混合气体中H2和O2体积比为1∶1反馈训练3从SO42-、Cl－、H＋、Cu2＋中选出合适的离子组成电解质，采用碳棒作电极对其水溶液进行电解：(1)若使电解质含量减少但水量不变，可采用的电解质是________(写化学式或反应式，下同)。(2)若使电解质和水量都减小，可采用的电解质是________，其阳极的电极反应为：_____________________，其总反应方程式为：_____________________。归纳：1.电极反应式的书写思路和方法：2.阴阳两电极产物判断：3.用惰性电极电解电解质溶液的一般规律：【考点巩固】1．下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A．①②③④B．③④C．②③④D．③2.下列装置属于工作时的电解池的是(其中C表示石墨)()3.用惰性电极电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是()A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O4.用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液：①CuCl2②CuSO4③NaBr④NaNO3⑤盐酸⑥H2SO4⑦KOH。其中只有水被电解的有()A．①②⑤B．③④⑥⑦C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦5.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．AgNO3(AgNO3)B．NaOH(NaOH)C．KCl(KCl)D．CuSO4(CuO)6．(双选)右图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是()A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的pH逐渐减小D．CuSO4溶液的pH不变7.电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2＋6OH－===IO3－＋5I－＋3H2O下列说法不正确的是()A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3－C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2Oeq\o(=====,\s\up15(通电))KIO3＋3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变8.右图中，两电极上发生的电极反应为：a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法不正确的是()A．装置中电解质溶液一定含有Cu2＋B．该装置一定是化学能转化为电能C．a、b可能是同种电极材料D．a极上一定发生还原反应9．(双选)用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向烧杯中加入0.1molCuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是()A．铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出C．反应中消耗锌的质量为13gD．导线中通过电子的物质的量为0.1mol10.写出下列电解池的电极反应式和电解反应的离子方程式：(1)电解AgNO3溶液(惰性电极)阴极：_____________________；阳极：_____________________；离子方程式：_____________________。(2)用铜电极电解NaOH溶液阴极：_____________________；阳极：_____________________；离子方程式：_____________________。(3)电解CuSO4溶液(惰性电极)阴极：_____________________；阳极：_____________________；离子方程式：_____________________。(4)电解Na2SO4溶液(惰性电极)阴极：_____________________；阳极：_____________________；离子方程式：_____________________。(5)电解CuCl2溶液(惰性电极)阴极：_____________________；阳极：_____________________；离子方程式：_____________________。11．仔细分析如图装置，完成下面的填空。(1)一段时间后，可能发现的现象是：甲池，Zn棒逐渐溶解，碳棒上有________产生。与Zn棒相连的碳棒质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)甲池Zn极为________极，电极反应式：_____________________乙池中C1为________极，电极反应式为：_____________________，乙池总反应式为：_____________________。12．从NO3－、SO42-、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)若两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________；(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________；(3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式可能是________。13．V某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体1.12L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2g·cm－3的溶液200mL。求：(1)阴极的电极反应式为_____________________。总反应的离子方程式为_____________________。(2)电解后所得溶液的pH为_____________________。(3)电解前所取CuSO4溶液的质量为________g。(4)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为________，加入物质的质量为________g第四章电化学基础第三节电解池第二课时【考纲要求】了解氯碱工业反应原理

，了解铜的电解精炼与电镀【自主学习】阅读课本P80---P82，思考并完成以下预习内容。请写出电解饱和食盐水的电极反应式电解池和原电池有何本质区别？电解精炼铜时，粗铜中的杂志哪里去了？【考点突破】考点一：电解原理的应用例1电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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：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极上的电极反应式为__________。在X极附近观察到的现象是_____________________。②Y电极上的电极反应式为_____________________，检验该电极反应产物的方法是_____________________例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，故溶液的pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH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反馈训练1下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()反馈训练2下列描述中，不符合生产实际的是()A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作为阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作为阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作为阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作为阳极归纳：例3如图，四种装置中所盛的溶液体积均为200mL，浓度为0.6mol·L－1，工作一段时间后，测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是()A．④②①③B．④③①②C．④③②①D．①③②④例4500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝6.0mol·L－1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是()A．原混合溶液中c(K＋)为2mol·L－1B．上述电解过程中共转移6mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.5molD．电解后溶液中c(H＋)为2mol·L－1反馈训练3观察右边几个装置示意图，有关叙述正确的是()A．装置①中阳极上析出红色固体B．装置②中铜片应与电源负极相连C．装置③中外电路电流方向：b极→a极D．装置④中阴极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑归纳：【考点巩固】1.有关原电池和电解池的说法正确的是()A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B．电解池的外接电源可以是直流电也可以是交流电C．燃料电池的负极都是氧气得电子发生还原反应D．利用电解池可以使反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑发生2.关于电解法精炼铜的下列说法正确的是()A．粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液B．纯铜作阳极，粗铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液C．电解结束后，溶液中Cu2＋浓度不变D．电解结束后，溶液中Cu2＋浓度变大3.如图所示a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是()A．a是正极，发生还原反应B．b是阳极，发生氧化反应C．稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D．往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红4.如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，则以下叙述正确的是()A．C电极为电解池的阳极B．Cu电极附近OH－浓度增大C．Na＋移向Pt电极D．Pt电极上有O2生成5．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成6.一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6mol·L－1的KOH溶液，下列说法中正确的是()A．充电时阴极发生氧化反应B．充电时将碳电极与电源的正极相连C．放电时碳电极反应为：H2－2e－===2H＋D．放电时镍电极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－7.关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A．装置①是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋B．装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋C．装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深D．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液8.工业上采用的一种污水处理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，有净化水的作用。某科研小组用该原理处理污水，设计的装置如图所示。下列说法正确的是()A．为了增加污水的导电能力，应向污水中加入适量的H2SO4溶液B．甲装置中Fe电极的反应为Fe－3e－===Fe3＋C．为了使燃料电池乙长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时，循环的物质A为CO2D．当乙装置中有1.6gCH4参加反应时，C电极理论上生成气体的体积在标准状况下为4.48L9.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。(1)如右图，其中a是电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为________。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2molCuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为________；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为_____________________。(2)已知＋2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示，其中a、b的电极材料分别为铁和石墨。①a电极上的反应式为________________。②电解液d最好选________(填编号)。A．纯水B．CuSO4溶液C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液③液体c为________(填编号)。A．四氯化碳B．硝基苯C．苯 D．乙醇10.工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题。(1)两极发生的电极反应式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(阳极：。,阴极：。))(2)写出Cr2O72-变为Cr3＋的离子方程式：___________。(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是__________________________________________。(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是___________。

第四章电化学基础第三节电解池第一课时【考点突破】例1A例2D反馈训练1C反馈训练2C例3反馈训练3(1)CuCl2、HCl(2)CuSO44OH－－4e－===2H2O＋O2↑2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑(3)H2SO4(4)HCl2H＋＋2e－===H2↑【考点巩固】1B2C3B4C5D6AC7D8B9CD10(1)4Ag＋＋4e－===4Ag4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑(2)2H＋＋2e－===H2↑Cu＋2OH－－2e－===Cu(OH)2Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑(3)2Cu2＋＋4e－===2Cu4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2Cu2＋＋2H2O