电解池的工作原理.doc

【学习目标】
1、了解电解池的构造特点及工作原理，能判断电极类型、电子流向和离子移动方向。
2、掌握离子的放电顺序，熟练书写电解池阴、阳极的电极反应式及电解总反应方程式。
【预习与回顾】：
1、回顾必修1所学内容，完成工业上冶炼Na、Mg、Al及氯碱工业的化学反应方程式。

2、预习P18—交流与讨论回答：
（1）电解池和原电池有哪些异同点？
（2）电解前后阴、阳离子如何移动？
3、电解
（1）．概念
使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应 的过程。
（2）．特点
①电解是最强有力的 氧化还原反应手段，是 (填“可逆”或“不可逆”)的。
②电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的 过程。
4、电解池
（1）．定义：把 能转化成 能的装置。
（2）．形成条件
① 电源；
②两个电极：与电源正极相连的一极是 极；与电源负极相连的一极是 极；
③电解质 溶液 或 熔融 电解质；
④形成 回路。
【观察与思考】 电解氯化铜溶液
①现象 阳极：湿润的淀粉KI试纸 ——           
阴极：石墨棒上有 物质生成——           
②电极反应
阳极（C）： （ 反应）
阴极（C）： （ 反应）
总反应： 。
③电子流向： ；
电流方向 。
离子流向 。
④能量转化： 能 → 能
【归纳比较】：比较原电池与电解池

原电池
电解池
①反应特点

②能量变化

③电极名称[来源:学_科_网Z_X_X_K]

④判断依据

⑤电子流向

⑥电极反应

⑦实例[来源:学科网]

【要点突破】： 1．如何确定电解池的阴阳极？
电解池的两极由电解池中的电极与电源正、负极的连接情况直接判断：与电源正极相连的电极为电解池的阳极；与电源负极相连的电极为电解池的阴极。如果装置中未标有电源的正、负极，也可由两极的反应来决定：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。即：

[来源:学科网ZXXK]

例１．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是（　 ）

2．判断电解过程中的电极产物的依据是什么？
判断电解过程中电极产物的依据是：电极材料和离子放电顺序。
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。放电顺序取决于离子本身性质，也与离子浓度及电极材料有关。
电解时所使用的电极分为两类：一类为惰性电极，只起导体的作用（如铂、石墨等），并不参与反应；另一类为活性电极（除铂、金以及在电解时很易钝化的铅、铬以外的金属）。活性电极若作阴极，只起导体的作用；若为阳极，发生氧化反应的往往是电极本身。
电极上物质的变化情况以及电子的转移情况用电极反应式来表明。当电解质溶液中存在多种阳离子或者多种阴离子时，电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的，称之为放电顺序。放电顺序涉及多种因素，在中学阶段只要求掌握：
阳极——①若为惰性电极，则阴离子放电（失电子，发生氧化反应），放电顺序为：
S2->I->Br->Cl- >OH->含氧酸根离子>F-
②若为活泼电极，则电极本身失去电子而放电，电极溶解。因为活泼电极的还原性几乎大于一切阴离子。
阴极——无论是惰性电极，还是活性电极，阴极总是受到保护，不会参与电极反应，始终为阳离子放电（得电子，发生还原反应），放电顺序为（金属活动性顺序的反向）：
Ag+> Hg2+> Fe3+> Cu2+> H+（酸）> Pb2+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+( H2O)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
因此，判断电解过程中的电极产物的步骤
(1)阳极产物“两眼看”：

(2)阴极产物：
无需看电极材料，因为电极本身不参与反应，溶液中的阳离子放电(氧化性顺序)：
Ag＋> Hg2+>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋> Fe2＋> Zn2＋ >H＋(H2O)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
例２．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是[来源:学|科|网]
A．铅笔端作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
例３．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成Cl0-，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是……( )
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为2C1- - 2e-=Cl2
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子
【典型互动】
1．下列有关电解池的说法正确的是(　　)
A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极
B．无论电解何种物质，阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等
C．电解氯化铜溶液时，在阴极上有气体生成
D．电解NaCl、CuCl2两种溶液，参加反应的物质是相同的
2．学生欲完成反应Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是(　　)

３．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通电

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0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
４．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　)
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
５．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纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
６．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是(　　)
A．稀盐酸 B．KNO3溶液 C．CuSO4溶液 D．稀硫酸