1、,专题三 化学反应与能量变化,第18讲 电解池及其应用,问题思考 问题1：原电池与电解池的比较。填写下表：,自发反应,非自发反应,由电极材料本身决定,由连接电源的正、负极决定,负极：活泼金属,正极：不活泼金属(非金属导体),阴极：与负极相连,阳极：与正极相连,无电源,两极材料一般不同,有直流电源,两极材料可相同也可不同,两者都是在两电极上发生氧化还原反应,问题2：以石墨为电极，写出电解CuSO4溶液的电极反应式及总反应式。,1. (2016河北邢台期末)下列有关说法不正确的是( ) A. 电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 B. 铅蓄电池中Pb作负极，PbO2作正极 C. 在物质的量浓度
2、相等的NaCl和KBr的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生淡黄色沉淀 D. 常温下，pH3的盐酸、醋酸分别用水稀释m倍、n倍后pH相同，则mn,A,B,解析 该装置为电解饱和食盐水，铜作阴极，与电源负极相连，电极反应式为2H2e=H2，氢氧化钠在铜电极附近产生，阳离子向铜电极移动；石墨作阳极，与电源正极相连，电极反应式为2Cl2e=Cl2，用湿润的KI淀粉试纸在石墨电极附近检验气体，试纸变蓝色。,3. (2016北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。,B,解析 d处是电解池的阴极，电极反应为2H2O2e=H22OH，生成OH使溶液呈碱性，pH试纸变蓝，A正确；b处变红，局部褪色，说明是溶液中的
3、氢氧根和氯离子同时放电，B错误；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，C正确；实验一中a、c形成电解池，d、b形成电解池，所以实验二中铜珠的两端分别为电解池的阴、阳极，两个铜珠的右侧(m、n)均为电解池的阴极，n侧H得电子生成H2，其左侧Cu失去电子生成Cu2，两个铜珠之间Cu2浓度较大，故m侧Cu2得电子生成Cu，D正确。,B,考点1 电解池的工作原理 基 础 梳 理 1. 定义 电解池是把_转化为_的装置。其中与电源_相连的电极称为阳极，与电源_相连的电极称为阴极。 2. 阳极材料 (1) 惰性电极：由石墨、Pt等导体构成，只起导电作用。 (2) 活泼电极：与外电源的正极相连的金属电极(如铁
4、或铜)，参与反应。,电能,化学能,正极,负极,3. 电极反应 (1) 阳极(与外电源的_极相连)反应：发生_电子的_反应；阴极(与外电源的_极相连)反应：发生_电子的_反应。 (2) 电子和离子的流向 电子从电源_极流向电解池的_极；从电解池的_极流向电源的_极。 阳离子移向电解池的_极；阴离子移向电解池的_极。(电子不会进入电解质溶液中，电解质溶液中起导电作用的是_),正,失,氧化,负,得,还原,负,阴,阳,正,阴,阳,离子,电解氯化铜溶液的实验装置,4. 电极放电顺序 (1) 阳极产物的判断 首先看电极材料，如果电极是活泼电极(如金属)，则_失电子，电极消耗被溶解，溶液中的阴离子不能失电子
5、。如果电极是惰性电极(如石墨、Pt、Au)，则要看溶液中_的失电子能力，放电顺序如下：(2) 阴极上阳离子的放电顺序(阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关)如下：注意：放电是指阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程。,金属,阴离子,5. 用惰性电极电解不同溶液的比较,2H2O4e=O24H,4Ag4e=4Ag,2Cl2e=Cl2,2H2O2e=2OHH2,Fe2e=Fe2,2H2O2e=2OHH2,Cu2e=Cu2,2H2e=H2,D,变式训练1 (2016河北邢台期末)常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液变化的说法正确的是( ) A. 电解质溶液的浓
6、度增大，pH减小 B. 电解质溶液的浓度增大，pH增大 C. 电解质溶液的浓度减小，pH减小 D. 电解质溶液的浓度不变，pH不变 解析 电解硫酸氢钠水溶液的实质是电解水，故电解质溶液的浓度增大，酸性增强，溶液的pH减小，A正确。,A,A,解析 由题意可知，该装置中电极、是原电池的两极，是负极，是正极，、是电解池的两极，是阳极，是阴极，所以电流方向：电极电极，A正确；电极是原电池的负极，发生氧化反应，B错误；电极是原电池的正极，发生还原反应，有Cu析出，C错误；电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式是Cu2e=Cu2，D错误。,D,C,D,A,C,考点2 电解的应用 基 础 梳 理 1. 电冶、
7、粗铜精炼,电解法制取金属钠,(1)电解熔融氯化钠 阳极：_ 阴极：_ 总反应式：_ (2)粗铜的精炼 阳极(粗铜)：Cu2e=Cu2 阴极(精铜)：Cu22e=Cu 在电解精炼铜时，用_作阳极，用_作阴极，电解液用_。整个电解过程中铜盐的浓度基本保持_。,粗铜,纯铜,可溶性铜盐,不变,粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子；而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能力比铜弱，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。 2.
8、电镀 (1) 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他_的过程。电镀是电解的一个重要应用。电镀时，一般都是用镀层金属的可溶性盐配成电镀液，把镀件作为_，与电源的_极相连；镀层金属作_。,金属或合金,阴极,负,阳极,(2) 特征：阳极本身溶解；电解液的总量、浓度、pH均不变。 (3) 形成条件 电解时，镀层金属作阳极。 镀件作阴极。 含镀层金属离子的电解质溶液作电镀液。 外加直流电源。,2. 氯碱工业离子交换膜法 电解生产的主要过程：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H放电，破坏了水的电离平衡，使OH浓度增大，OH和Na形成NaOH溶液。 阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子和水
9、分子通过而阻止阴离子和气体通过。这样既防止了两极产生的H2和Cl2混合爆炸，又避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量。,D,(1) 烟气中的主要废气是_，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制_。 (2) 电解法炼铜时，阳极是_(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉积在电解槽_(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是_。,SO2,硫酸,粗铜板,阳极,Cu22e=Cu,类型3 电镀 典型例题6 右图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是( ) A. Cu2在A极被还原 B. 溶液蓝色逐渐变浅 C. 铜片是A极
10、，铁片是B极 D. A极和B极直接相连，铜片被氧化,C,2H2e=H2,还原反应,Mg(OH)2,解析 (2) 粗盐水中含有Mg2，所以用溶液A(即NaOH)调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)2。过程是利用沉淀溶解平衡原理，利用溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀除去杂质离子。,变式训练3 用图1电池作电源，用图2装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。(1) 图2中反应的离子方程式为_。 (2) 电解开始后，在电极_(填“C1”或“C2”)的周围先出现红色。,图1 图2,C2,C,D,C,C,B,D,题组训练3 1. (2016山东青岛质检)电解饱
11、和草酸溶液可以制得高档香料乙醛酸(H2C2O3)，装置如下图所示，写出复合膜电极的电极反应式：_。,H2C2O42e2H=H2C2O3H2O,2. (2016福建南平质检)以Na2SO3溶液吸收二氧化硫，当吸收液的pH约为6时，需电解再生，原理如下图所示。Pt()电极的电极反应式为_。,NH3,4. (2014新课标卷)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。写出阳极的电极反应式：_。,2H2O4e=O24H, 核 心 突 破 可充电电池(以铅蓄电池为例),1. (2016各地模拟组合)下列说法正确的是_(填字母)。 A. 电
12、解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，纯铜作阴极 C. 冶炼金属铝是电解熔融氯化铝 D. 电解熔融的氯化钠可得到钠 E. 电镀时，镀层金属跟直流电源的正极相连 F. 氯碱工业中，烧碱在阳极区生成 G. 马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁更易腐蚀 H. 可充电电池在充电的时候是电解池 I. 用图1装置电解精炼铝 J. 用图2所示方法可保护钢闸门不被腐蚀,图1,图2,BDEGH,D,解析 该电解池中间有阳离子交换膜，故OH无法从右槽迁移到左槽，A错误；右槽发生的反应为2H2e=H2，是还原反应，故B错误；根据电解池中产物可知，左槽中反应为Fe2e=Fe3，故C错误；根据电极反应式可知，每转移2 mol电子生成1 mol H2，故每转移1 mol 电子生成0.5 mol氢气，即1 g氢气，D正确。,C,正,1.12,变大,放映结束，谢谢观看！,
