第三节电解池
第四章
第三节电解池
教学目标：
1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法
2．了解氯碱工业，电镀，电冶金的原理
3．掌握电解电极反应式的书写。
教学重点：
电解原理及应用
教学过程：
我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池
一、电解原理
[讲]：首先我们来比较金属导电和电解质溶液导电的区别。
[过渡]：电解质溶液导电的实质是什么呢？一起看实验。
[实验]：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。
[讲]：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。
1．电极
阳极—与电源正极相连
阴极—与电源负极相连
惰性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)
活性电极—既导电又可参与氧化还原反应(Cu/Ag)
问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？
通电前：CuCl
2=Cu2++2Cl- H
2
O H++OH-
通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原；
阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化
[讲]：即在电极上分别发生了氧化和还原反应，称电极反应。
2．电极反应( 阳氧阴还 )
阳极：2Cl- -2e-=Cl
2
(氧化)
阴极：Cu2++2e-=Cu(还原)
总电解方程式：___________________
放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲：所以电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程。
电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问：构成电解池的条件是什么？
电源、电极、电解质溶液构成闭合回路。
[思考]：电解CuCl
2
水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+？
4．离子的放电顺序
阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）
S2->I->Br->Cl->OH->NO
3->SO
4
2-(等含氧酸根离子)>F-
(2) 是活性电极时：电极本身溶解放电
[问]：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，而不能加食盐原因何在？
[练习]：写出电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液的电极反应式。
5．电解规律：
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水。
（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属。
练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。
（3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属。6．电解中电极附近溶液pH值的变化。
（1）电极区域 A．阴极H+放电产生H
2
，阴极区域pH变大。
B．阳极OH-放电产生O
2
，阳极区域pH变小。
（2）电解质溶液中 A．电解过程中,既产生H
2,又产生O
2
,则原溶液呈酸性的pH
变小,原溶液呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）。
B．电解过程中, 无H
2和O
2
产生, pH几乎不变。但象CuCl
2
变大
C．电解过程中,只产生H
2
, pH变大。
D．电解过程中,只产生O
2
, pH变小。
[过渡]：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸铜，阴极析出的是什么？也是铜，这就是铜的电解精炼法。
二、电解原理的应用
（1）．电解饱和食盐水——氯碱工业
[问]：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？
2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？
3、从Cl- Cl
2
一定需要加氧化剂吗？
4、阴极产物和阳极产物能接触吗？
5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？
精制：步骤一、1）先加过量的BaCl
2
和过量的NaOH（顺序可换），再加入过
量的Na
2CO
3
2）过滤
3）加盐酸调节pH为7
步骤二、送入阳离子交换塔除去Ca2+、Mg2+等。（2）．电镀铜
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属（镀件）
电镀液：含镀层金属离子的溶液。
（3）．电冶金
电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)＝（电解）2Na+Cl
2适用范围：活泼金属K～Al
内蒙古自治区乌兰察布市集宁区高中化学第四章第三节电解池(第2课时)学案新人教版选修4
第三节电解池（第2课时） 一、学习目标： 1、区分原电池和电解池。 2、懂的阴阳两极金属及离子的放电顺序。 二、课时安排：共3课时 三、课前自主学习内容: （二）原电池与电解池的比较 电池 在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的极沿着导线到达极，从极沿着导线回到电源的极。 在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？。溶液中的在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠的定向移动而形成闭合回路的。 对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？。水电离出少量的H＋和OH－－在电场作用下是否也要做定向移动呢？。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动，都要向阳极移动。 （三）放电顺序 阴极上：由于阴极上要电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的得电子。阳离子氧化性越强就越得电子。
因此阴极上氧化性强的离子得电子。 金属越不活泼，对应阳离子氧化性越，越得电子。 由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱： 金属活动顺序表 Ag+ Cu2+H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋… 严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[H+(水)]，因而放电能力 > 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。 、、、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是极。 阳极上：电解池中阳极上要电子，而与溶液中的都可失电子，因此阳极上的电极反应与有关。由于一般的比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂（Pt）等难失电子的物质做惰性电极时，则是溶液中失去电子。阴离子还原性越强就越失去电子。根据非金属性的强弱，分析下列离子失电子能力的强弱： S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或碱）最高价含氧酸根离子 F－。 从CuCl2溶液的电解产物可知：的失电子能力比强。而氟原子的得电子能力很，因而F－失电子能力最。 研究表明：OH－的失电子能力比最高价含氧酸根离子强： 4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O 、等阴离子在水溶液中电解时不失电子。 注意：放电顺序这个考点不难，但要细心，极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物，如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属，那一定要能想起：一般的比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是失去电子。 四、课堂合作探究目标 1、原电池与电解池的比较 2、放电顺序
第四章 第三节电解池
第四章第三节电解池 【课标要求】 1.了解电解、电解池的概念，能描述电解池的工作原理。 2.能正确书写电解池的电极反应式。 【学习目标】 1.通过交流研讨，能描述出电解池的工作原理。 2.通过合作探究，正确书写出电解池的电极反应式。 【评价任务】 1.能完成反馈练习。(检测目标2) 2.能独立完成达标检测。(检测目标1、2) 【学习过程】 【环节一】复习回顾（1min） 1.原电池的构成条件：；； ；。 2.氧化还原反应中： 氧化剂具有性，在化学反应中电子，化合价，发生反应。 还原剂具有性，在化学反应中电子，化合价，发生反应。【环节二】交流研讨(20min) 观看“电解氯化铜溶液”视频，交流分析，完成表格。（5min） 提示：电化学中规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极。 小结：（15min） 一、电解池 （一）概念：在外加电源的作用下，将转变为的装置。
（二）构成条件：；； ；。（三）电解原理： 1.电子流动的方向： 2.离子移动的方向： 3.判断电解池阴阳两极的方法： 4.放电顺序（惰性电极电解） 阳极（阴离子放电顺序）： 阴极（阳离子放电顺序）：【环节三】合作探究（8min） 二、电极反应式的书写 步骤：
请写出用石墨作电极电解下列溶液的电极反应式： （1）电解NaCl溶液： ①阳极： ②阴极： （2）电解Na2SO4溶液： ①阳极： ②阴极： 【环节四】达标检测 (8min) 【基础题】 1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中a、b为直流电源的两极，c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判断正确的是() A．a为负极，b为正极 B．a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，氯离子浓度保持不变 2.如图为直流电源电解Na2SO4溶液的装置．通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊试液，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电极附近出现蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
第三节电解池
第三节电解池 一、教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3．掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。 第三节电解池 一、电解原理 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电极方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是——电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。 思考：
【化学】10-11学年同步学案(人教版选修4)：第四章 第三节 电解池
第三节电解池 重难点一电解池电极的判断 重难点二原电池、电解池、电镀池的比较 原电池电解池电镀池定义 将化学能转变成电能 的装置 将电能转变成化学能 的装置 应用电解原理在某些 金属表面镀上一薄层 其他金属或合金的装 置装置举例 形成条件 ①活泼性不同的两 电极②电解质溶液 (电极插入其中，并与 电极自发发生氧化还 原反应)③形成闭合 电路 ①两电极接直流电源 ②两电极插入电解质 溶液③形成闭合电路 ①镀层金属接电源正 极，待镀金属接电源 负极②电镀液必须含 有镀层金属的离子 (电镀过程浓度不变) 电极名称 负极：氧化反应，金 属或H2失电子正极： 还原反应，溶液中的 阳离子得电子或者氧 气得电子 阳极：氧化反应，溶 液中的阴离子失电 子，或电极金属失电 子阴极：还原反应， 溶液中的阳离子得电 子 阳极：金属电极失电 子阴极：电镀液中镀 层金属阳离子得电子 (在电镀控制的条件 下，水电离产生的H＋ 及OH－一般不放电) 电子流向负极――→ 导线 正极 电源负极――→ 导线 阴极 电源正极――→ 导线 阳极 同电解池 (1)同一原电池的正、负极发生的电极反应得、失电子数相等。 (2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。 (3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、 失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算分电极(判断阴、阳极)，
析溶液(分析电解质溶液中含有哪些离子)； 判流向(判断电子流动方向、离子移动方向)， 断微粒(确定在两极上反应的各是什么微粒)； 写电极(书写电极反应方程式) 写方程(书写电解质电解的化学方程式)。 1．化学反应设计原则 电解是最强有力的氧化还原手段，一些非自发进行的氧化还原反应可通过电解来实现，原电池反应则以自发进行的氧化还原反应为基础，实现物质与能量的转换。 2．电化学计算 电化学计算除依据化学方程式外，最好是用守恒法，即根据电子守恒关系或由此推导出的比例关系。 无论是原电池还是电解池，无论是一个“池”还是多个“池”任意串联，在电路和电极 上单位时间内通过的电量相同。 例1 如图，是电解CuCl 2溶液的装置，其中c 、d 为石墨电极。则下列判断正确的是( )
第四章第三节电解池教案
第四章电化学基础 第三节电解池 一、教材分析 《电解池》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节，这部分教材主要 介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系不 可缺少的一部分，同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。本节教材可分为三个部分：电解原理、电解原理的应用、电镀。把握教材意图后，我把本节内容安排为两课时完成。 二、教学目标 1.知识目标： 知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物; 能说出电解、电解池及形成条件; 知道铜的电解精炼和电镀铜的原理，知道氯碱工业反应原理，能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式; (4)通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系 2.能力目标：⑴ 培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力; ⑵ 通过实验培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力; 3.情感、态度和价值观目标： (1)指导学生积极参与教学过程，激发其主动探究的意识； (2)对学生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育，培养学生正确的处世态度； (3)通过氯碱工业的学习，培养学生确立理论联系实际的学习方法，进一步树立探究精神及合作意识，同时增强环境保护意识。 三、教学重点难点 重点：电解原理、氯碱工业反应原理 难点：离子放电实质 四、学情分析 学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。我们的学生素质不太高，没有 强烈的求知欲，思维能力渐趋成熟。但也有思维方面的劣势，他们习惯演绎式的教学方法，探究学习的经验少。在知识方面，学生在初中没有电化学知识；在高一化学中学习.过有关 电化学的原电池；在生活中也很少有涉及到电解应用经历。 五、教学方法 1.实验探究与启发讨论法。 2.学案导学：见后面的学案。 3.新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑7情境导入、展示目标7合作探究、精讲点拨7反思总结、当堂检测7发导学案、布置预习 六、课前准备 1?学生的学习准备：预习实验“电解池原理”，初步把握实验的原理和方法步骤。 2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
高中化学 第四章 第三节 电解池学案 新人教版选修
选修四第四章第3节电解池 第一课时电解原理 课前预习学案 一、预习目标 预习实验“电解池原理”，初步把握实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤。 二、预习内容 “电解池原理”实验 1．实验原理： 2．材料用具 实验仪器：小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、电源、改进的塑料制电解槽；实验药品：CuCl2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH溶液、CuSO4溶液、片、片。3．实验步骤： ⑴；⑵； ⑶ 4．观察和记录： 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 一、学习目标 1．知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物； 2．能说出电解、电解池及形成条件； 3．正确使用实验器材，完成“电解池原理”实验操作。 学习重难点：知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物。 二、学习过程 （一）电解原理 1、试验探究 如图所示：与电源正极相连的电极叫极，Array与电源负极相连的电极叫极。 若烧杯中的液体为CuCl2溶液，合上电源开关， 能否看到小灯泡发光？。 给CuCl2溶液通电时现象： 阴极上， 经检验该物质是。 阳极上： 经检验该物质是。 CuCl2溶液 两支电极上发生的反应为：
阳极：。反应类型：反应。 阴极：。反应类型：反应。 总反应式：。 过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作移动，根据相互吸引的原理，带负电的氯离子向极移动，在阳极，氯离子失去电子被为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向极移动，在阴极铜离子获得电子被成铜原子，覆盖在阴极上。 2、电解：使电流通过溶液而在阴、阳两极引起的过程。 所用电流一般为直流电还是交流电较好？！该过程中能转化为能！这是一个物理过程还是一个化学过程？过程！显然：电解质溶液的导电过程就是的过程。 3、电解池：将能转化为能的装置。 构成电解池的条件： ①② ③④ 判断下列装置是否属于电解池： 在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的极沿着导线到达极，从极沿着导线回到电源的极。 在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？。溶液中的在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠的定向移动而形成闭合回路的。 对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？。水电离出少量的H ＋和OH－－在电场作用下是否也要做定向移动呢？。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动，都要向阳极移动。 5、放电顺序 阴极上： 由于阴极上要电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的得电子。阳离子氧化性越强就越得电子。 因此阴极上氧化性强的离子得电子。 金属越不活泼，对应阳离子氧化性越，越得电子。 由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱： 金属活动顺序表 Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋… 严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放电能力> 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影
《第三节--电解池》典型例题和习题
电解池 （一）典型例题 【例1】把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一 段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 （ ） A 、Ⅰ和Ⅲ附近 B 、Ⅰ和Ⅳ附近 C 、Ⅱ和Ⅲ附近 D 、Ⅱ和Ⅳ附近 解析：此题将电解知识与原电池知识揉和在一起。要解决此问题，必须要从概念、模型、电极名称、 电极反应式等方面去区分，这些知识都弄清楚了，才能顺利解答此题，达到“在应用中理解、在理解中应 用”的效果。左图为电解池，Fe 为阳极，阳极反应为：Fe-2e -==Fe 2+；Zn 为阴极，阴极反应为：2H ++2e -==H 2 ↑，因此Ⅰ区域c (OH -)变大，碱性增强使酚酞变红；右图为原电池，Fe 为正极，正极反应式为： 2H 2O+O 2+4e -==4OH -，因此Ⅳ区域c (OH -)变大，碱性增强使酚酞变红。答案：B 点评：对比是深化理解的“良药”，是化学学习的一种重要学科方法。可以将有联系或易混淆的知识 放在一起比较，如电解知识与原电池知识、电解池与电镀池等；也可以将形似而质异或形异而质似的习题 放在一起比较分析，以此来加深对知识的理解。 【例2】 用Pt 电极电解含有各0.1molCu 2+和X 3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m (g)与溶液中通 过电子的物质的量n (mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正 确的是（ ） A 、Cu 2+＞X 3+＞H + B 、H +＞X 3+＞Cu 2+ C 、X 3+＞H +＞Cu 2+ D 、Cu 2+＞H +＞X 3+ 解析：有些学生没认真分析，就将X 3+与Fe 3+联系起来，选择C 答案。这其实是简单记忆阳离子放电 顺序导致定势思维造成的结果。本题的解题信息在图象中：一通电就有固体析出，且通过0.2mol 电子后，再没有固体析出了，说明是Cu 2+放电的结果。X 3+不放电，故答案应为D 。答案：D 点评：上例充分说明理解的重要性，也强调记忆的灵活性。理解是记忆的前提，记忆是理解的归宿。 将记住的东西置于知识出现的背景中，并与具体问题结合起来进行处理，掌握学过的知识才能事半功倍。 【例3】 在25℃时，将2个铜电极插入到一定的Na 2SO 4饱和溶液中，通直流电电解并不断搅拌，当 阴极上收集到a mol 的气体的同时，溶液中析出了b mol 的结晶水合物Na 2SO 4·10H 2O ，若保持温度不变， 则所剩溶液中溶质的质量分数是( ) A.a b b 18+ B. a b b 36+ C.a b b 1816171+ D.a b b 916171+ 解析：《考试说明》要求：理解电解原理，理解溶液中溶质的质量分数的概念。 电解发生的电极反应：阳极为Cu-2e ＝Cu 2+，阴极为2H ＋+2e ＝H 2↑． 电解时总的化学反应方程式为：Cu + 2H 2O ===== Cu(OH)2↓+ H 2↑ 阴极逸出a molH 2，水被电解了2a mol ，根据溶解度知识，不难求出答案为C 。 答案：C 点评：如果将题中的铜电极换作铂电极，只改一个字，其电解的总方程式即为： 2H 2O=====2H 2↑+O 2↑ 阴极逸出a mol H 2，水被电解了a mol ，其答案为D 。可见因一字之差(“铜”与“铂”)，答案各异。由此再次 强调提高审题的准确性是多么地必要。 【例4】通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被 还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（ ） A 、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n （Ag ）︰n （Hg ）=2︰1 B 、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C 、硝酸亚汞的分子式为HgNO 3 D 、硝酸亚汞的分子式为Hg 2(NO 3)2 解析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质 通电 电解
化学选修4第四章第三节电解池 导学案
《第三节 电解池》学案 学习目标：1、理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法； 2、掌握电解溶液的变化分析、离子放电顺序； 学习重点：电解原理 学习难点：离子放电实质、氯碱工业反应原理 【学习过程】19世纪初，伏打发明第一个电池，但伏打认为是由于两个金属接触而产生的电流。英国人戴维经过研究后，在科学界第一个提出原电池是因为发生了化学反应而产生的电流。同时戴维认为既然化学能能转变成电能，那么电能也应该会转化成化学能。经过不断的研究，戴维利用电解的方法，发现了钾、钠、钙等新元素，从而成为化学史上发现新元素最多的人。尤其是发现钾的过程，当时以拉瓦锡为代表的科学界认为：苛性钾是一种单质，戴维通过无数实验，终于采用电解熔融苛性钾的方法，分离得到了单质钾。 【思考】1、为什么直到戴维采用电解的方法，才还原出了钾、钠、钙的单质？ 2、为什么必须电解苛性钾的熔融物，才能得到单质钾？电解苛性钾溶液能否得到钾？ （可以推测，在后面的学习中能找到答案） 【回顾】初中学习的电解水试验： 1、写出反应方程式：_____________________________ 2、思考电路中的电子移动：（在装置图上标出电子移动方向） 电子从外电源的_____极流出，经过导线进入_____极，又从 _____极流出，进入外电源的_____极。 3、水中含有哪些离子：___________。通电时它们各自朝哪个极移动？ 4、根据阴极、阳极的产物，尝试书写电解水的电极方程式： 阴极：____________________________________ 发生_____反应 阳极：____________________________________ 发生_____反应 【阅读】教科书79—80页，回答： 一、电解原理 1、实验探究 如图所示：与电源正极相连的电极叫 极， 与电源负极相连的电极叫 极。 若烧杯中的液体为CuCl 2溶液，合上电源开关， 给CuCl 2溶液通电时现象： 阴极上 ，该物质是 。 阳极上： ，该物质是 。 两电极上发生的反应为： 阳极： 。反应类型： 反应。 阴极： 。反应类型： 反应。 总反应式： 。 过程分析：CuCl 2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。 2、电解：使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。 电解质溶液的导电过程就是 的过程。 在CuCl 2的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极， 从 极沿着导线回到电源的 极。 【开始思考】对CuCl 2溶液而言，溶液中是否只有Cu 2+和Cl － 两种离子呢？ 。水电 离出少量的H ＋和OH －－ 在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。 【启发】根据电解氯化铜的结果，说明在阴极上放电的离子是______，在阳极上放电的离子是_______，由此你能否得出结论： Cu 2+与H + (Cl -与OH -)之间在性质上有什么强弱关系？ 5、离子放电顺序（当_______________________________________，这个过程叫做放电。） 阴极上： 由于阴极发生 电子的反应，只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。因此阴极上氧化性强的离子 得电子。 【回忆】为什么氧化性：Cu 2+ > H + ？ 由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱： Ag + Cu 2+ H + Pb 2+ Fe 2+ Zn 2+ Al 3＋ … 阳极上： 从CuCl 2溶液的电解产物可知： 的失电子能力比 强。 CuCl 2溶液
第4章第3节电解池(20200915091010)
咼中化学同步训练（人教版） 2011-2012学年高二化学选修4 （人教版）同步练习第四章 第三节电解池 一.教学内容: 电解池 二.重点、难点: 电解原理及其应用既是重点，也是难点 三.具体内容: 1. 电解原理 电极反应 电解定义 电极的判断和选择 硫酸钾溶液电解 溴化钙溶液电解 硫酸铜溶液、以铜为电极的电解 3. 电解原理的应用 铜的电解精炼 铝的冶炼 钠的冶炼 4. 原电池、电解池的对比 5. pH 变化的判断 【典型例题】 (1) 氯碱工业 (2) 电镀 (1) 装置 (2) 现象 (6) 电子流向 (7) 离子放电顺序 2.电解的几种情况与 pH 变化 氯化铜溶液电解 (1) (2) 盐酸电解
［例1］实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气 ，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极 Pb+SO 4 =PbSO 4+2e 正极 PbO 2+4H +SO 4 +2e =PbSO 4+2H 2O ，今若制 Cl 20.050 mol ，这时电池内消耗 H 2SO 4的物质的量至少是（ 答案：C 解析：根据电源和电解池中转移电子数相同来解题。 ［例2］下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ■ ------ \ _________ J -------------- J 」 A. ④ '②〉① > ③ 答案：A 解析：考察原电池、电解池中金属电极的消耗情况比较。 ［例3］近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（ KIO 3）,碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和 不锈钢为电极，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为: 电解 KI +3H 2O^=KI O 3 +3H 2 。下列有关说法正确的是（ A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极 B. 电解时，阳极反应是：I --6e - + 3H 2O = IO 3 -+ 6H + C.溶液调节至强酸性，对生产有利 D.电解前后溶液的pH 几乎不变 答案：BD 解析：考察基本电解原理的应用。 ［例4］①某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应： =CUSO 4+H 2 t 。请在右边画出能够实验这一反应的装置图。② 某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应 实验时， 看到碳棒上有气泡产生， 但铜棒却没有被腐蚀。 请你分析其原因: 答案：②两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等。 解析：考察对于电解原理的分析。 A. 0.025 mol B. 0.050 mol C. 0.10 mol D. 0.20 mol C. ④ '②〉③ > ① D. ③ >? >? >① CU+H 2SO 4 （稀） Cu 稀硫酸 C n
第三节电解池
第四章 第三节电解池 教学目标： 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．了解氯碱工业，电镀，电冶金的原理 3．掌握电解电极反应式的书写。 教学重点： 电解原理及应用 教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为电能，用原电池装置。今天这节课我们来学习电能如何转化为化学能。 第三节电解池 一、电解原理 [讲]：首先我们来比较金属导电和电解质溶液导电的区别。 [过渡]：电解质溶液导电的实质是什么呢？一起看实验。 [实验]：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。 [讲]：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1．电极 阳极—与电源正极相连 阴极—与电源负极相连 惰性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极—既导电又可参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？
通电前：CuCl 2=Cu2++2Cl- H 2 O H++OH- 通电中：阳离子（Cu2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl-,OH-）向阳极移动被氧化 [讲]：即在电极上分别发生了氧化和还原反应，称电极反应。 2．电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl- -2e-=Cl 2 (氧化) 阴极：Cu2++2e-=Cu(还原) 总电解方程式：___________________ 放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。 3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程。 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质溶液构成闭合回路。 [思考]：电解CuCl 2 水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+？ 4．离子的放电顺序 阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO 3->SO 4 2-(等含氧酸根离子)>F- (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 [问]：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，而不能加食盐原因何在？ [练习]：写出电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液的电极反应式。 5．电解规律：
第四章 第三节 电解池 (检测题)(100分)
第三节电解池（检测题）（100分） 一、选择题（每小题4分，共52分） 1、如图所示，将锌棒和铜棒插入稀硫酸中。下列说法正确的是() A.甲装置中锌棒作负极发生氧化反应，乙装置中锌棒作阴极发生还原反应 B.甲装置中电子由锌棒经导线流向铜棒 C.乙装置中电解质溶液中的氢离子流向锌棒 D.甲、乙两个装置的反应原理不同 答案 B 2、用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有() ①该溶液的pH可能增大；②该溶液的pH可能减小； ③该溶液的pH可能不变；④该溶液的浓度可能增大； ⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小 A.①②③ B.①②③④ C.①②③④⑤ D.全部 答案 C 3、在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是() A.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子 答案 A 4下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是() A.电解饱和食盐水，阴极：Na＋＋e－===Na B.电解CuSO4溶液，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu C.电解熔融NaCl，阴极：Na＋＋e－===Na D.电解NaOH溶液，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 答案 A
5下图为直流电源电解稀Na 2SO 4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 答案 D 6、Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu ＋H 2O=====电解 Cu 2O ＋H 2↑。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 Cu 2O 生成 答案 A 7、利用电解法可将含有Fe 、Zn 、Ag 、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( ) A.电解时以纯铜作阳极B.电解时阴极发生氧化反应 C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu －2e － ===Cu 2＋ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag 、Pt 等金属的阳极泥 答案 D 8、.电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr 2O 2－7)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr 2O 2－7 ＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O ，最后Cr 3＋ 以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是( ) A.阳极反应为Fe －2e － ===Fe 2＋ B.电解过程中溶液pH 不会变化 C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12 mol 电子，最多有1 mol Cr 2O 2－7被还原 答案 B 9、.氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是( )