第1課時(shí)電解原理(知識(shí)點(diǎn)歸納及例題演練)

第三節(jié)電解池第三節(jié)電解池1、電解池組成“三條件”:①外接電源;①電解質(zhì)溶液;①閉合回路2、離子放電“兩挨次”(惰性電極):陽(yáng)極:S２->I—>Ｂｒ－>Cｌ—＞OH－;陰極:Aｇ+>Ｆe３＋＞Cu２+〉H＋(酸)＞Sn2＋>Ｚn2＋＞Fｅ2+＞H＋(H2O)>Al3＋。3、電解池陰、陽(yáng)極“四特點(diǎn)”:陽(yáng)極:外接直流電源正極-—流出電子——發(fā)生氧化反響—-陰離子移向陰極:外接直流電源負(fù)極-—流入電子——發(fā)生復(fù)原反響—-陽(yáng)離子移向電解原理電解原理［自學(xué)教材·填要點(diǎn)］CuCｌ2溶液2通電前,CuＣｌ溶液中存在的離子是CuCl電離產(chǎn)生的Cu2＋和Cl-,以及水電離產(chǎn)生的2２H＋、OH－。工作原理:總反響:Cu２＋＋２Cｌ-錯(cuò)誤!Cu＋Cl2↑。2CuCｌ溶液導(dǎo)電的過(guò)程,CｕＣｌ電解的過(guò)程,就是在陰陽(yáng)兩極發(fā)生氧化復(fù)原反2２應(yīng)的過(guò)程。2、電解和電解池(1)電解:使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化復(fù)原反響的過(guò)程。(2)電解池:在外加電源的作用下,將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置、(３)電解池的兩極:陽(yáng)極——與電源正極相連,發(fā)生氧化反響陰極-—與電源負(fù)極相連,發(fā)生復(fù)原反響。構(gòu)成電解池的條件:①直流電源①兩個(gè)電極①電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)①形成閉合回路。離子的定向移動(dòng):陰離子移向陽(yáng)極陽(yáng)離子移向陰極。(6)電子的流向:電源負(fù)極―→陰極錯(cuò)誤未定義書(shū)簽。陽(yáng)極―→電源正極。[師生互動(dòng)·解疑難］惰性電極是指石墨、Aｕ、Ｐｔ等電極,除Ａu、Pt以外的金屬電極是活性電極。(2)陽(yáng)極產(chǎn)物的推斷:①首先看電極,假設(shè)是活性電極,則電極材料失去電子,,子的放電挨次加以推斷。①陰離子的放電挨次:S2－＞I－〉Br－〉Cl－>ＯH->含氧酸根＞F—(3)陰極產(chǎn)物的推斷:直截了當(dāng)依照陽(yáng)離子放電挨次進(jìn)展推斷。陽(yáng)離子放電挨次:Aｇ+＞Hg2+>Fe3+>Ｃu2+>H+(濃度大)b２＋>Sn2＋＞Ｆe2＋>Zｎ2+H＋(濃度小)〉A(chǔ)l３+>Mg2＋＞Na+。1、寫(xiě)出用惰性電極電解以下溶液時(shí)的電極反響式和總反響方程式:(１)電解ＨCl溶液:①陽(yáng)極: ＿＿_(dá)＿ ＿ ＿ ＿_(dá)＿ ＿ ＿ ＿_(dá)＿ ＿＿ ①陰極: ＿＿＿＿＿＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿_(dá)＿ ＿_(dá)＿ ＿＿＿＿ ①總反響式:＿ ＿＿＿ ＿ ＿ ＿＿＿_(dá)＿＿＿ ＿ ＿ ＿＿＿ ＿ ＿、CuSO4溶液:①陽(yáng)極:＿ ＿_(dá)＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿＿ ＿ ＿ ①陰極:_＿_(dá)＿_(dá)＿＿ ＿_(dá)＿＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿ ＿＿①總反響式: ＿_(dá)＿ ＿ ＿＿_(dá)＿ ＿_(dá)＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿ ＿＿ 。答案:(1)①2Ｃｌ－－2ｅ－＝=＝Cl2↑①2Ｈ++2e—＝=＝H↑２①2HCl錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。H2↑+Cl2↑(2)①4O4ｅ－

O＋O2↑２①2Cu2+＋4e－===2Cu４ ２ ２①2CuSO＋2HＯ錯(cuò)誤!2Cu＋2H４ ２ ２使用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型使用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型［自學(xué)教材·填要點(diǎn)]電極反響式電極反響式電解質(zhì)電解質(zhì)特電解溶液濃類型 實(shí)例 電解方程式點(diǎn)陰極陽(yáng)極對(duì)象溶液pH度的變 變化化含氧酸H2SＯ４OH—－減小可溶性強(qiáng)ＮaＯＨ４H＋+4e２ＨO2增大電解堿=２水增大水型－+O↑2H↑＋22活潑金屬ＫNO3↑HO錯(cuò)Ｏ↑2誤!未定義書(shū)２不變含氧酸鹽簽。簽。無(wú)氧酸HCl2H+＋２ｅ—===H2Cｌ-—2e－2HCl錯(cuò)誤!H2↑+Cl2↑增大s電解電解2↑ｌ↑2電解減小質(zhì)質(zhì)型不活潑金Ｃｕ2+屬無(wú)氧酸CｕCl2鹽＋2e—===Ｃｕ2Cｌ－－２e—===Cl2↑CｕCl錯(cuò)誤!2Ｃu＋Cl↑22NaCl＋２HH2生堿活潑金屬ＮaCl２H+＋２e—＝=＝H2↑2Cl—－2ｅ－===Ｃl2↑電解２O錯(cuò)誤!2N生成質(zhì)和增大無(wú)氧酸鹽ａＯH+Ｈ2↑+電解質(zhì)型水Ｃｌ↑２2CｕSＯ+２４O2生酸不活潑金2Ｃu２＋＋4e-=ｕ4OH—-H2O錯(cuò)誤未 電解屬含氧酸型鹽CｕSO4４e－生成質(zhì)和減小電解質(zhì)O+O↑Cｕ＋２HS２水2Ｏ＋Ｏ2↑４［師生互動(dòng)·解疑難]用惰性電極電解電解質(zhì)水溶液時(shí),首先要全面分析電解質(zhì)溶液的組成,找全離子并分為陰、陽(yáng)兩組,,寫(xiě)出兩極上的電極反響式,依照兩極的電極反響式寫(xiě)出反響的總方程式。假設(shè)陰極為H+放電,則陰極區(qū)c(OH-)增大;假設(shè)陽(yáng)極區(qū)OH－放電,則陽(yáng)極區(qū)c(H+)增大;假設(shè)陰、陽(yáng)極分別同時(shí)有H＋、ＯＨ-放電,相當(dāng)于電解水,電解質(zhì)溶液濃度增大(飽和溶液例外)。電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度,需要參加適量的某物質(zhì),該物質(zhì)一般是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。2、用石墨作電極,分別電解以下各物質(zhì)的溶液:①CuCl２ ①CuSＯ4 ①NaCl①ＮaＮO3 ①鹽酸①H2SO4①KOＨ其中只有水被電解的有( )Ａ、①①① B、①①①①Ｃ、①①① D、①①①①解析:只有水被電解,即在陰極上Ｈ+放電(),在陽(yáng)極上OH—放電(溶液中含有含氧酸根離子或F—),符合這一要求的是①①①答案:Ｃ主題1:如何推斷某一裝置是原電池照舊電解池?甲甲單一裝置中,假設(shè)有外接的直流電源,且符合電解裝置的其他三個(gè)條件(兩個(gè)電極,電解質(zhì)溶液,閉合回路),則該裝置為電解裝置乙單一裝置中,假設(shè)無(wú)外接直流電源,且符合原電源裝置的三個(gè)條件(兩個(gè)活潑性不同的電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路),則該裝置為原電池裝置丙假設(shè)多個(gè)裝置相互串聯(lián),有外接直流電源時(shí),則串聯(lián)的裝置為電解池;假設(shè)無(wú)外接直流電源,則能發(fā)生自發(fā)氧化復(fù)原反響的裝置為原電池,其余裝置為電解池2:CuＳＯ４NaCl按物質(zhì)的量之比１①3混合,然后用惰性電極進(jìn)展電解,學(xué)共同探討電解的過(guò)程分為幾個(gè)時(shí)期？并書(shū)寫(xiě)出每一時(shí)期的電極反響式。第一時(shí)期相當(dāng)于電解第一時(shí)期相當(dāng)于電解CｕCl2溶液甲 陽(yáng)極反響式:２Cl—－2e-===Cl2↑NaCl溶液乙 其中陽(yáng)極反響式:2Cl——２e-===Cl2↑陰極反響式:２Ｈ++２e-==＝Ｈ↑２第三時(shí)期相當(dāng)于電解水丙 陽(yáng)極反響式:4OＨ—-4e－=＝=2ＨO+O↑22陰極反響式:４H＋+4ｅ－＝==2Ｈ2↑電解池陰、陽(yáng)極的推斷電解池陰、陽(yáng)極的推斷［1］如下圖,甲是剛浸過(guò)ＮaCｌ溶液的石蕊試紙,A、Ｂ兩銅片通過(guò)導(dǎo)線連接電源兩極,在銅片間的濾紙上滴一滴KＭnO4溶液,通電一段時(shí)間后,片間的濾紙上滴一滴KＭnO4溶液,通電一段時(shí)間后,覺(jué)察AB間的紫紅色圓點(diǎn)向A極移動(dòng)了一段距離,則與A相連的是電源的 ＿ ＿_(dá)極,可覺(jué)察濾紙的B極邊沿四周有 ＿_(dá)色消滅。4由于紫紅色是MnO錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。的顏色,即ＭnO－向Ａ極移動(dòng),因陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),因A為電解池的陽(yáng)極(浸有ＮaＣl溶液的石蕊試紙相當(dāng)于電解池),A相連的是電池的正極,B為陰極。陰極區(qū)H+放電生成ＯH—,使石蕊試紙變藍(lán)。4［答案]正藍(lán)陰、陽(yáng)極的推斷方法解決這一類電解有色離子的電解質(zhì)溶液(特別是含MnO＼o＼al(－,4)的溶液)的問(wèn)題時(shí)要牢記:在電解池中,陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。推斷方法歸納如下:2 1NaＳＯ溶液的石蕊試紙,A端試紙變藍(lán),則A2 提示:試紙變藍(lán)的緣由是A端液體呈堿性,其電極反響式為２H＋＋2ｅ—===H2↑,破壞水的電離平衡,c(OH－)＞c(H＋),A端為電解池的陰極。電解池電極產(chǎn)物的推斷電解池電極產(chǎn)物的推斷[例２] 用惰性電極電解稀H2SO、Cｕ(ＮＯ)、ＮaCl的混合液,最初一段時(shí)間陰極和4 324 32A、H2和Ｃl2 Ｂ、Cｕ和Cl2２C。H和O2 D、Ｃu和O2２[解析] 由題意知,溶液中存在H＋、Cｕ2＋、Na+、SO錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽、NO錯(cuò)誤!、Ｃｌ—、OH-,依照離子的放電挨次:陽(yáng)離子:Cu２＋＞H+〉Na＋,陰離子:Cｌ－〉OＨ－>SO錯(cuò)誤!未定3、NO－,則陰極:Cu2+＋2e—===Cu,陽(yáng)極:２Ｃl-－2e-＝=＝Cl2↑。3［答案］B推斷電極產(chǎn)物時(shí)的留意事項(xiàng)對(duì)陽(yáng)極,首先看陽(yáng)極材料是否為活性電極,假設(shè)為活性電極,則陽(yáng)極材料被溶解;假設(shè)為惰性電極,則依據(jù)陰離子的放電挨次推斷誰(shuí)先放電,且留意溶液中ＯH－的存在。對(duì)陰極,不管陰極材料是什么,均依照陽(yáng)離子的放電挨次推斷誰(shuí)先放電,且留意溶液中Ｈ+的存在。2 2、假設(shè)將此題中ＮaClNaＳO2 則電解的初始時(shí)期陰極和陽(yáng)極上析出的物質(zhì)分別是什么?2提示:NaClNaＳO,則溶液中存在H＋u2＋a+O錯(cuò)誤、2４NO錯(cuò)誤!、OH－,離子的放電挨次為,陽(yáng)離子:Cｕ2＋＞H＋>Ｎa+,陰離子:OH->SO錯(cuò)誤!〉NＯ錯(cuò)誤!,則陰極反響式:Cu２＋＋２e—===Cu,陽(yáng)極反響式:4ＯH－—４e－＝==2H２

O＋Ｏ2↑,故陰極析出Ｃｕ,陽(yáng)極產(chǎn)生O2。電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原[例3] (２01９·全國(guó)高考)用石墨作電極電解CuSＯ溶液。通電一段時(shí)間后,欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中參加適量的( )42Ａ、CuＳO4 B、ＨＯ42C。ＣｕO `Ｄ、CuSO4·5H2O4 2 2 ［解析] 用石墨電極電解CuSO4溶液,發(fā)生反響:2CｕSO＋2HO錯(cuò)誤!2Ｃu+２ＨSO＋O4 2 2 ２依照電解液的恢復(fù)依據(jù)“出什么,加什么”的原則,應(yīng)向溶液中參加適量的CｕO,C項(xiàng)正確。[答案]C電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度,須加適量的某物質(zhì),該物質(zhì)能夠是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的２化合物。如用惰性電極電解CｕＳO4溶液,要恢復(fù)原溶液的濃度,可向電解后的溶液中參加ＣｕO,也能夠參加ＣuCO3,但不能參加Cｕ(OH)2