1、1第 3 课时 电解池的工作原理学习目标定位 知识内容 必考要求 加试要求1.电解池的构造与工作原理。2.电解池的电极反应式与电解反应方程式。bb课时要求1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。一、电解原理1电解氯化铜溶液实验探究(1)按下图所示装置完成实验，并填写下表。实验现象 实验结论电流计指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路2与负极相连的 b 极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜与正极相连的 a 极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝产生了氯气(2)实验原理分析氯化铜溶液中存在的离子有
2、Cu2 、Cl 、H 、OH ，通电前这些离子在溶液中作自由运动。通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即 Cl 、OH 趋向 a 极，Cu 2 、H 趋向 b 极。a 极电极反应式是 2Cl 2e =Cl2，b 极电极反应式是 Cu2 2e =Cu，总反应式是CuCl2 CuCl 2。= = = = =通 电 结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。2电解和电解池(1)电解：使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在两个电极上引起氧化还原反应的过程。(2)电解池：在外加电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。(3)电解池的电极名称阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极
3、：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。(4)电解池的构成条件具有直流电源；两个电极(阴极、阳极)；电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。(5)电子和离子移动方向电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。电解质溶液导电与金属导电的不同(1)电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。(2)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。例 1 如下图所示装置中，属于电解池的是( )3答案 C解析 根据电解池的构成条件进行判断：装置 A、B、D 中无直流电源，装置 D 中不能形成闭合回路，A
4、、B、D 不能形成电解池。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的构成与识别例 2 如图是电解氯化铜溶液的装置，其中 c、d 为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )Aa 为负极，b 为正极Ba 为阳极，b 为阴极C电解过程中，d 电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变答案 C解析 由图示电流方向可知， a 是电源正极，b 是电源负极；则 c 是电解池的阳极，电极反应为 2Cl 2e =Cl2，溶液中氯离子不断减少；d 是电解池的阴极，电极反应为Cu2 2e =Cu，d 电极质量不断增加。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的电极判断方法点拨 电解池阴极和阳极的判断依据二、酸、碱、
5、盐溶液的电解规律41电极反应规律(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag Cu2 H Pb2 Fe2 Zn2 (2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：活泼金属阳极S 2 I Cl OH 含氧酸根。2酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：电解质及类别 电极反应式 电解物质 pH 变化溶液复原方法H2SO4含氧酸 减小NaOH 强碱 增大电解水型 Na2SO4活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH 4e =O22H 2O阴极：4H 4e
6、 =2H2H2O不变加入 H2OHCl 无氧酸阳极：2Cl 2e =Cl2阴极：2H 2e =H2 HCl增大加入HCl电解电解质型 CuCl2不活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl 2e =Cl2阴极：Cu 2 2e =Cu CuCl2加入CuCl2放 H2生碱型NaCl 活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl 2e =Cl2阴极：2H 2e =H2NaCl、H 2O 增大加入HCl放 O2生酸型CuSO4不活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH 4e =O22H 2O阴极：2Cu 2 4e =2CuCuSO4、H 2O减小加入CuO 或CuCO3分析电解问题的基本方法思路(1)确定电解池的阴、阳两极，判断阳极是
7、惰性电极还是活泼电极。(2)分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的 H 和 OH )。(3)通电后阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，判断两极上的放电顺序。(4)确定电极产物，书写电极反应式(注意遵循原子守恒和电荷守恒)。(5)分析电解时的相关变化，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH 变化等。例 3 判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)用石墨作阳极、铁作阴极分别电解稀硫酸和硫酸钠溶液时，它们阴极和阳极的产物都相同( )5(2)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极析出的物质分别是铜和氯气( )(3)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式
8、为 Na e =Na( )(4)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为 4OH 4e =O22H 2O( )(5)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag 2H 2O 4Ag4H O 2( )= = = = =通 电 (6)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为 Cu2HCl CuCl2H 2( )= = = = =通 电 考点 酸、碱、盐溶液的电解规律题点 电解结果的分析与判断答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)易错警示 判断电极产物注意事项(1)先看阳极材料，若为活性电极，则阳极材料被溶解；若为惰性电极，则根据阴离子的放电顺序判断谁先放电，且注意溶液中 OH 的存
9、在。(2)不论阴极是什么材料，都按照阳离子放电顺序判断谁先放电，并注意溶液中 H 的存在。(3)注意电解物质的状态，是电解质溶液还是熔融电解质。例 4 用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的 pH 减小答案 D解析 用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I 2e =I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为 2H 2e =H2，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性，溶液变红色。考点 酸、碱、盐溶液的电解规律题点 电解结果的分析与判断例 5 用惰性电极电解下列溶液一
10、段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )AAgNO 3AgNO3 BNaOHH 2OCNaClNaCl DCuSO 4Cu(OH)2答案 B解析 选项 A，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化银；选项 B，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极6和阴极放电，要使其复原，需加入适量的水；选项 C，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需通入适量的氯化氢；选项 D，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化铜。考点 酸
11、、碱、盐溶液的电解规律题点 电解后电解质的复原方法点拨 电解后要使电解质溶液复原，须加入适量的某物质，该物质一般是阳极产物和阴极产物的化合物。即“出来什么、加入什么” 。1下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( )A电解池是一种将电能转变成化学能的装置B电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应答案 D考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解相关概念的辨析2在某电解质溶液里，用 M 和 N 作电极，通电一段时间后，发现 M 极质量减小，N 极质量增大，符合这一情况的是( )A电解质溶液是稀
12、硫酸B金属 M 是阳极，金属 N 是阴极CM 和 N 是石墨电极DM 是阴极，N 是阳极答案 B解析 由题意可知，M 极溶解，发生氧化反应，为阳极；N 极质量增加，有金属单质在 N 极上析出，发生还原反应，为阴极；电解质溶液为盐溶液，M 为金属电极。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的电极判断73用石墨作电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是( )A在阳极上析出金属铜B在阴极上析出金属铜C在阴极上产生有刺激性气味的气体D阳极上发生还原反应答案 B解析 根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl 2e =Cl2，阳极上放出有刺激性气味的氯气；阴极发生还原反应：Cu 2 2e =Cu。考点 酸、
13、碱、盐溶液的电解规律题点 电解结果的分析与判断4(2017杭州高二调研)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为 31 的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )A2Cu 2 2H 2O 2Cu4H O 2= = = = =通 电 BCu 2 2Cl CuCl 2= = = = =通 电 C2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2= = = = =通 电 D2H 2O 2H2O 2= = = = =通 电 答案 C解析 设 混 合 溶 液 的 体 积 为 4 L， 溶 液 中 硫 酸 铜 和 氯 化 钠 的 物 质 的 量 分 别 为 3 mol 和 1 mol，根 据 转 移 电
14、 子 守 恒 ， 第 一 阶 段 ： 阳 极 上 氯 离 子 放 电 ， 阴 极 上 铜 离 子 放 电 ， 电 解 的 方 程 式 是Cu2 2Cl CuCl 2，氯离子完全反应时，剩余铜离子 2.5 mol；第二阶= = = = =通 电 段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是 2Cu2 2H 2O2Cu4H O 2；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，= = = = =通 电 电解的方程式是 2H2O 2H2O 2。= = = = =通 电 考点 酸、碱、盐溶液的电解规律题点 电解结果的分析与判断5用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的
15、是( )A石墨电极周围有大量的钠离子B铁棒质量增加C电子通过熔融电解质流向铁棒D阴极发生氧化反应答案 B8解析 氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl 2e =Cl2；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na 2e =2Na。考点 酸、碱、盐溶液的电解规律题点 电解规律的综合应用6用石墨作电极，在 Na 、Cu 2 、Cl 、SO 等离子中选出适当离子组成电解质，电解其24溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出 H2，阳极放出 O2时，电解质是_。(2)当阴极析出金属，阳极放出 O2时，电解质是_。(3)当阴极放出 H2，阳极放出 Cl2时，电解质是_。(4)通过电子的物质的量与阴
16、极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421 时，电解质是_。答案 (1)Na 2SO4 (2)CuSO 4 (3)NaCl (4)CuSO 4解析 惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有 H2生成，阳极有 O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即 CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即 NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为 14，知阳极产生气体
17、为 O2，1 mol O2转移 4 mol e ，金属与电子的物质的量之比为 12，故金属为2 价，即 Cu2 ，即为CuSO4。考点 酸、碱、盐溶液的电解规律题点 由电解产物判断相应的电解质对点训练题组一 电解及其装置(电解池) 1关于下图所示两个装置的叙述，正确的是( )A装置名称：是原电池，是电解池9B硫酸浓度变化：增大，减小C电极反应式：中阳极：4OH 4e =2H2OO 2，中正极：Zn2e =Zn2D离子移动方向：中 H 向阴极方向移动，中 H 向负极方向移动答案 B解析 为电解池，电解水，阳极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2，硫酸的浓度增大；为原电池，溶液中的氢离子移向正
18、极，正极反应式为 2H 2e =H2，硫酸的浓度减小。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的构成与识别2有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )A甲中负极反应式为 2H 2e =H2B乙中阳极反应式为 Ag e =AgC丙中 H 向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体答案 C解析 由图知，甲、丙为原电池，甲中 Zn 为负极，负极反应式为 Zn2e =Zn2 ，A 错；丙中 Fe 为负极，C 为正极，H 向正极移动，C 正确；乙、丁为电解池，乙中 Ag 作阳极，本身失电子，B 错；丁中放电顺序：I Cl ，开始产生 I2，D 错。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的
19、构成与识别3如图装置中发生反应的离子方程式为 Zn2H =Zn2 H 2，下列说法错误的是( )Aa、b 不可能是同种材料的电极B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸10C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸答案 A解析 若该装置为电解池，则 a、b 两电极的材料可以都为 Zn，A 项错误；在保证阳极为 Zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸，B 项正确；在保证其中一电极的材料为 Zn 时，用活泼性比锌弱的材料作另一电极，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，C、D 项正确。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的构成与识别4某同学
20、将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是( )选项 A B C Da 电极 阳极 阴极 阳极 阴极d 电极 正极 正极 负极 负极Q 离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子答案 B解析 根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c 是负极，d是正极，a 是阴极，b 是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则 Q 离子是阳离子，P 离子是阴离子，故 B 正确。考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池的电极判断题组二 电解规律及其应用5用惰性电极电解稀 H2SO4、Cu(NO 3)2、NaCl 的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )AH 2和 Cl2 BCu 和 Cl2CH 2和 O2 DCu 和 O2答案 B
