【優(yōu)教通-備課參考】2020年高中化學(xué)同步學(xué)案：《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解》2(-魯科版選修4)

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-----電解學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電解池的工作原理，能用電極反應(yīng)表示化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．了解銅的電解精煉3．了解銅的電鍍學(xué)問(wèn)梳理電解原理金屬是靠________________________________導(dǎo)電;電解質(zhì)溶液是依靠_________石墨鐵石墨鐵電解熔融氯化鈉右圖是電解熔融氯化鈉的裝置圖，請(qǐng)思考：通電前，熔融的氯化鈉中存在_______________________離子。通電前這些離子做___________________運(yùn)動(dòng)。通電后，_____極上漸漸掩蓋了一層銀白色的物質(zhì)，這是由于析出了______。______極上有氣泡產(chǎn)生，并可聞到_______的氣味，該氣體是________?？梢?jiàn)通電后，兩電極上都發(fā)生了化學(xué)變化。與電源正極相連的電極我們稱之為_(kāi)_______，在這一極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________；而與電源負(fù)極相連的電極我們稱之為_(kāi)_________，在這一極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)______________。由試驗(yàn)可知熔融的氯化鈉通電時(shí)，在兩極上均發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，有新物質(zhì)生成，此過(guò)程中___能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能。7．電解：___________________________________________________的過(guò)程叫做電解。電解池：把______________________的裝置叫做電解池或電解槽。(1)組成電解池的條件是：①__________________________________________；②__________________________________________；③__________________________________________。（2）右圖是電解飽和食鹽水的裝置圖，請(qǐng)思考以下問(wèn)題：PtPtPtPt電解飽和食鹽水現(xiàn)象電極反應(yīng)式陰極陽(yáng)極總反應(yīng)的化學(xué)方程式：銅的電解精煉畫出電解精煉銅的裝置圖，并寫出兩電極的反應(yīng)。四、電鍍銅以鐵上鍍銅為例，說(shuō)明電鍍所滿足的基本條件①___________________________________；②___________________________________；③___________________________________。電鍍后陽(yáng)極質(zhì)量_______，陰極質(zhì)量__________，電解液濃度_____________。學(xué)習(xí)導(dǎo)航方法指導(dǎo)：電極反應(yīng)及電極產(chǎn)物的推斷規(guī)律：電解質(zhì)溶液在通直流電時(shí)，對(duì)電解產(chǎn)物的推斷，既要考慮陰陽(yáng)離子的氧化還原力氣，還要考慮電極材料、離子濃度、溶液酸堿性等。推斷電解產(chǎn)物首先要留意電極材料，再依據(jù)電解質(zhì)溶液的離子放電挨次進(jìn)行推斷。（1）惰性電極電解（Pt、Au、碳棒）陽(yáng)離子放電挨次：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Fe2+＞┈陰離子放電挨次：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根例子下面分四種狀況進(jìn)行說(shuō)明：①電解質(zhì)中溶質(zhì)的陽(yáng)離子放電，陰離子不放電：即陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)于H+,而陰離子的還原性弱于OH--,產(chǎn)物為酸、O2及金屬單質(zhì)，電解后溶液pH減小。如：a.電解AgNO3溶液產(chǎn)物為Ag和O2、HNO3:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3b.電解CuSO4溶液產(chǎn)物為Cu和O2、H2SO4:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4:②電解質(zhì)中溶質(zhì)的陰離子放電，陽(yáng)離子不放電：即陽(yáng)離子的氧化性弱于H+,而陰離子的還原性強(qiáng)于OH--，產(chǎn)物為堿、H2及非金屬單質(zhì)。電解NaCl、K2S、KBr、NaI等水溶液都產(chǎn)生氫氣，電解后溶液pH增大。如：2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑③電解過(guò)程中陰陽(yáng)離子都放電：即陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)于H+,而陰離子的還原性強(qiáng)于OH--。如：電解CuCl2水溶液或H+與S2-、I-、Br-、Cl-組成的酸。CuCl2Cu+Cl2↑2HClH2↑+Cl2↑④電解過(guò)程中陰陽(yáng)離子都不放電：即陽(yáng)離子的氧化性弱于H+,而陰離子的還原性弱于OH-。如電解Na2SO4、NaOH、HNO3、H2SO4等水溶液。電解質(zhì)僅起到增加導(dǎo)電性的作用。pH的變化應(yīng)分兩種狀況考慮：若原溶液是飽和溶液，則溶液濃度不再轉(zhuǎn)變，pH也不再轉(zhuǎn)變；若原溶液是不飽和溶液，則隨著水的電解，溶液濃度增大，又有三種情形：①若原溶液是酸性的，則酸性會(huì)更強(qiáng)，pH減小，如H2SO4等。②若原溶液是堿性的，則堿性會(huì)更強(qiáng)，pH增大，如NaOH等。③若原溶液是中性的，則pH不變，如K2SO4等。（2）金屬電極做陽(yáng)極時(shí)：金屬陽(yáng)極比電解質(zhì)溶液中的陰離子簡(jiǎn)潔放電，所以易于失去電子被氧化而溶解，形成金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液中，此時(shí)溶液中的陰離子不放電。具體應(yīng)用有：電鍍和金屬的精煉。比如：用銅棒做電極電解NaCl溶液時(shí)，電極反應(yīng)為：陽(yáng)極：Cu–2e--Cu2+陰極：2H++2e--【例1】aab··xya極板b極板x電極y電極A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析依據(jù)題意，a極板質(zhì)量增加，說(shuō)明電解時(shí)有金屬析出，發(fā)生還原反應(yīng)，a極應(yīng)是陰極，x電極應(yīng)是負(fù)極，所以選項(xiàng)c不符合題意；選項(xiàng)B為NaOH溶液，電解時(shí)不行能有金屬在陰極析出，故選項(xiàng)B也不符合題意。題中已知b極板有無(wú)色無(wú)臭氣體放出，則此氣體為氧氣，故選項(xiàng)D不符合題意。因此答案為A.?！纠?】pH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH＞a，則該電解質(zhì)可能是（）A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO4解析電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，NaOH溶液濃度增大，使溶液的pH上升，A符合要求；電解H2SO4和電解Na2SO4溶液相像，都使溶液濃度增大，所以溶液的pH分別減小、不變，兩者均不符合要求；電解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH減小。所以答案為A?！纠?】下列有關(guān)用惰性電極電解AgNO3溶液一段時(shí)間后的說(shuō)法正確的是（）A.電解過(guò)程中陰極質(zhì)量不斷增加B.電解過(guò)程中溶液的pH不斷上升C.此時(shí)向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復(fù)電解前的狀況D.電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1解析處理有關(guān)電解問(wèn)題首先留意電極材料，在此基礎(chǔ)上寫出電機(jī)反應(yīng)和總的電解方程式，依據(jù)總的電解反應(yīng)式來(lái)分析電解前后的物質(zhì)變化和溶液濃度變化，分析溶液的pH變化必需留意原溶液的pH狀況。用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解方程式為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3可知：陰極上析出銀，陽(yáng)極上放出氧氣，故A正確D錯(cuò)誤；由于生成HNO3，溶液的Ph應(yīng)不斷降低，B錯(cuò)誤;要使溶液恢復(fù)電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O，得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可使溶液恢復(fù)電解前的狀況。C正確。故正確答案為A、CPtAgPtAgCuFe電源abH2SO4CuSO4A.a極是直流電源的正極B.Fe極是陽(yáng)極C.Pt極產(chǎn)生的氣體體積是Ag極產(chǎn)生氣體體積的2倍D.硫酸銅溶液的濃度不變解析這是兩電解池串連的狀況，其特點(diǎn)是：全部電極上通過(guò)的電量相等，其電極及電極反應(yīng)互不影響，與單個(gè)電解池相同。Cu極溶解