化学人教版选修4学案：互动课堂 第四章3.电解池 Word版含解析(4页).doc

-化学人教版选修4学案：互动课堂 第四章3.电解池 Word版含解析-第 4 页互动课堂疏导引导一、电解原理1.电解使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫电解。2.电解池把电能转化为化学能的装置，叫电解池或电解槽。3.阴、阳极的判断4.电解时电极产物的判断（1）阳极产物的判断 首先看电极，如果是活性电极（金属活动性顺序中Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根（、等）F-。（2）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(H+浓度较大时）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H+浓度较小时）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。5.电解池中电极反应式和总反应式的书写阳极电子流出失去电子发生氧化反应阴极电子流入得到电子发生还原反应以石墨电极电解CuCl2溶液为例：阳极：2Cl-2e-=Cl2(氧化反应）阴极：Cu2+2e-=Cu(还原反应）总反应：CuCl2Cu+Cl26.以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为：（1）分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；（2）分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；（3）合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水来制造烧碱、氯气和氢气反应原理阳极（放电顺序：Cl-OH-):2Cl-2e-=Cl2(氧化反应）阴极（放电顺序：H+Na+):2H+2e-=H2(还原反应）在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了阴极附近水的电离平衡，促进了水继续电离，结果在阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl22.电镀（1）定义：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。（2）电镀池的组成：待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液（即电镀液）。（3）电镀时，理论上电解质溶液的浓度保持不变。3.电解精炼电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4(或CuCl2)溶液作电解液，当通以直流电时，粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，粗铜中的多数杂质（阳极泥）沉积于电解槽底部。这样可得纯度达99.95%99.98%的铜。电极反应式：阳极：Cu-2e-=Cu2+阴极：Cu2+2e-=Cu4.电冶金（1）原理：利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。（2）以电解熔融NaCl得金属Na为例，写出电极反应式和总反应式。阴极：2Na+2e-=2Na阳极：2Cl-2e-=Cl2总反应：2NaCl(熔融）2Na+Cl2活用巧用1.能用电解原理说明的问题是（ ）电解是把电能转变成化学能 电解是化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生A. B. C. D.解题提示：从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故对，错。电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故对。某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可以实现，故对。所以D选项符合题意。答案：D2.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ）A.电解稀硫酸溶液，实质是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比是12D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11解题提示：电解稀H2SO4，n(H2SO4)不变，但溶液体积减小，pH减小；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH-，阴极消耗H+，NaOH溶液浓度增大，pH增大；电解Na2SO4溶液时，析出的H2与O2的物质的量之比为21。答案：D3.某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。解题提示：该溶液由Cu(NO3)2、MgCl2和H2O三种物质组成，其中含有H+、Cu2+、Mg2+三种阳离子和、Cl-、OH-三种阴离子。H+、Cu2+、Mg2+在阴极上放电的先后顺序是Cu2+H+Mg2+,、Cl-、OH-在阳极上放电的先后顺序是Cl-OH-。溶液中的OH-和H+均来自难电离的H2O。电极反应式为：第一阶段 阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：Cu2+2e-=Cu第二阶段 阳极：2H2O-4e-=O2+4H+ 阴极：4H2O+4e-=2H2+4OH-将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。答案：第一阶段的反应：CuCl2Cu+Cl2第二阶段的反应：2H2O2H2+O24.现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请完成下列问题：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为_。（2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为_（填试剂序号）。（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min在阴极可产生11.2 L(标准状况）Cl2,这时溶液的pH是（设体积维持不变）_。（4）Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现在有一种新型消毒剂ClO2,若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl-，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_。解题提示：（3）由2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2可知，n(NaOH)=2n(H2)= ,c(OH-)=0.1 mol·L-1，故溶液的pH=13。（4）Cl22Cl-,ClO2Cl-，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为52。答案：（1）2Cl-2e-=Cl2(2)b、a、c (3)13 (4)52