电解原理导学案.doc

杭锦旗中学化学组 马玉辉
电解原理
►　探究点一　氯气的性质
【知识梳理】
1．电解：电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起______________反应的过程。正确理解电解的概念应注意以下三点：①电解质溶液导电的过程就是________的过程；②电解是非自发地将________能转化为________能；③电流是________流电。
2．电解池：把电能转化为化学能的装置。
(1)电解池的构成条件(见图21－1)：
①外加直流电源；
②与电源相连的两个电极；
③电解质溶液或熔化的电解质。
(2)电极名称和电极材料
①电极名称
阳极：接电源正极的为阳极，发生________反应；
阴极：接电源负极的为阴极，发生________反应。
②电极材料
惰性电极：C、Pt、Au等，仅导电，不参与反应；
活性电极：Fe、Cu、Ag等，既可以导电，又可以参与电极反应。
1．电解原理图解

2．离子放电顺序
(1)阳极：①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②惰性材料作电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子的放电顺序(由易到难)是：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。
(2)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上的放电顺序是：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
　例1　[2010·全国卷Ⅱ]图21－3是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；
①A管溶液由红变黄　②B管溶液由红变黄
③A管溶液不变色　④B管溶液不变色

　(2)写出A管中发生反应的反应式：
_____________________________________________
_________________________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：
______________________________________________
__________________________________；
(4)检验a管中气体的方法是
______________________________________________
_________________________ ；
(5)检验b管中气体的方法是
______________________________________________
_________________________________ ；
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内，观察到的现象是
_____________________________________________；

变式题：下列叙述错误的是(　　)

A. 钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的pH增大
B. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少
C. 在镀件上电镀锌，用锌作阳极
D. 工作时，在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程
►　探究点二　电解规律
项目
物质　　　
类别　　　
代表物
被电解
物质
阴极
产物

阳极
产物
电解方程式
浓度变化
pH
溶液复原
加入物质
电解类型
含氧酸
H2SO4
H2O

电解
水型
可溶性碱
NaOH
H2O

活泼金属
含氧酸盐
Na2SO4
H2O

不变
无氧酸
HCl
HCl

电解
自身型
不活泼金属
无氧酸盐
CuCl2
CuCl2

活泼金属
无氧酸盐
NaCl
NaCl
H2O

NaCl浓度减小，
有NaOH生成

放氢生碱型
不活泼金属
含氧酸盐
CuSO4
CuSO4
H2O

CuSO4浓度减小，
有H2SO4生成

放氧生
酸型
【要点深化】
离子的放电顺序与电解规律的关系
如果金属做阳极(除金、铂外)，金属优先失去电子形成对应的金属阳离子进入溶液，电解质溶液中的阴离子不失电子。如果阳极为惰性电极，则两极按照下列顺序放电：
实验室制取、收集纯净干燥Cl2的装置如下

离子区域
电解类型
溶液酸碱性变化规律
实例
Ⅰ与Ⅲ区
　电解质本身被电解
　溶液变稀，酸碱性变化根据具体溶质而定
CuCl2、HCl
Ⅰ与Ⅳ区
　电解质和水被电解
碱性增强
NaCl
Ⅱ与Ⅲ区
　电解质和水被电解
酸性增强
CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区
电解水型
　溶液被浓缩，酸碱性变化根据具体溶质而变
Na2SO4、H2SO4、 NaOH
►　探究点三　电解原理的应用

电解食盐水
电解NaCl(熔融)
电镀锌
电解精炼铜

装置示
意图

略

阴极反应

Zn2＋＋2e－＝Zn
__________________ (精铜)　
阳极反应

__________________(粗铜)　
电解总
反应

2NaCl______________
无
无
说明
　 (1)阴极室与阳极室应用隔膜分开　 (2)食盐水需经净化，除去Mg2＋、Ca2＋、SO42-等离子
　 电解法冶炼金属常见的有：Na、Mg、Al，用的分别是熔融NaCl、熔融MgCl2、熔融Al2O3
　 (1)________必须作阴极
　 (2)____________作阳极
　 (3)用含______________的溶液作电镀液
　(1)________作阳极，溶解下来
　(2)________作阴极
　(3)电解质溶液常用______________
1．原电池与电解池的区别与联系

原电池
电解池
能量
转化
化学能→电能
电能→化学能
反应
特征
自发进行的反应
非自发进行的反应
电极
名称
由电极本身决定
负极：相对较活泼金属
正极：相对不活泼金属(或非金属)
由电源决定
阴极：与负极相连
阳极：与正极相连
电极
反应
负极：氧化反应
正极：还原反应
阴极：还原反应
阳极：氧化反应
装置
特征
无电源，两极不同
　有电源，两极可以相同，也可以不同

原电池
电解池
电子
流向

溶液中
离子
流向
阴离子→负极，阳离子→正极
阴离子→阳极，阳离子→阴极
举例
Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

联系
两者均发生氧化还原反应

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