人教版高中化学选修4第14讲：电解池(学生版)

电解池____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解电解、电解池的概念，会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和总反应方程式。

3.理解并掌握电解规律和电解产物的判断方法，理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜，电冶金的原理，会书写电极反应式及化学方程式。

4.学会电解的有关计算。

一、电解原理1．写出下列物质的电离方程式。

(1)H2SO4(2)NaCl(3)CuSO4 _(4)H2O2．(1)金属Zn、Fe、Cu的还原性逐渐_ ，Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋的氧化性逐渐_ ，即得电子能力逐渐_ 。

(2)Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱，Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强，即失电子的能力逐渐增强。

3．判断下列说法的正误(1)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动 ( )(2)电解质是在熔融或溶于水时能够导电的物质 ( )(3)金属导电是物理变化，电解质溶液导电是化学变化 ( )(4)硫酸铜溶于水后，能发生电离产生自由移动的Cu2＋和SO42－( )(5)氯化钠溶液中只存在Na＋和Cl－ ( )4.电解池:将电能转化为化学能的装置。

5.它的构成条件:①外接电源；②电解质溶液(或熔融盐)；③两个电极；④形成闭合回路。

6.电解池的工作原理:接通外界电流后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。

规律方法(1)根据电源正、负极、离子移动方向、发生反应的类型判断，具体如下：(2)依据电极质量变化——如果电极质量减轻，它一定是阳极；如果质量增加，它一定是阴极。

(3)依据电极产物——如果电极上析出Cl2或O2，它一定是阳极；如果电极上产生H2，它一定是阴极。

(4)依据溶液变化——如果电解某中性溶液(如NaCl、Na2SO4)时某极附近溶液能使酚酞呈红色，则它是阴极(H＋放电，OH－浓度增大)。

7.电解时溶液中的离子有多种，判断多种离子在溶液中的电解产物及放电顺序(电极为惰性电极，如C、Pt或Au等)(1)思维程序：写电离方程式―→找全离子分成两(2)阳极上阴离子的放电顺序为：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。

(3)阴极上阳离子的放电顺序为：K＋＜Ca2＋＜Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜(H＋浓度较小时)＜Zn2＋＜Fe2＋＜Sn2＋＜Pb2＋＜(H＋浓度较大时)＜Cu2＋＜Fe3＋＜Hg2＋＜Ag＋。

二、酸、碱、盐的电解规律1．有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、 I－、SO42－、OH－。

电解时，移向阳极的是_ _，放电先后顺序是 v －；移向阴极的是，放电先后顺序是。

2．用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：1. 电解水型(惰性电极)的，一段时间后，电解质溶液的浓度一定增大吗？试举例说明。

答案不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，会析出硫酸钠晶体，剩余溶液还是该温度下的饱和溶液，此时电解质溶液浓度保持不变。

2．电解盐酸，一段时间后，加入浓盐酸能使电解质溶液复原，这种认识对吗？为什么？答案这种认识不对，应加入阳极产物和阴极产物的化合物，即通入HCl气体，若加入浓盐酸，会低于原来的浓度。

4．电解CuSO4溶液(惰性电极)，有的同学认为只有加入CuO才能使原溶液复原，而有的同学认为加入Cu(OH)2也能复原，你是怎样认为的？答案加入CuO、Cu(OH)2均可以使电解质溶液复原，若Cu2＋没有完全放电，要使电解质溶液复原，必须加入CuO或CuCO3；若Cu2＋完全放电后，又电解了一段时间，此时实质是电解水，应加入CCu(OH)2或Cu2(OH)2CO3才能使原电解质溶液复原。

三、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极：发生氧化反应，电极反应式为：。

阴极：发生还原反应，电极反应式为：。

(2)总反应式：化学方程式：离子方程式：工业上习惯把电解饱和食盐水叫做。

电解饱和食盐水时阴极区溶液变红，检验阳极产物(1)因为电解饱和食盐水时，由于H＋在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水的继续电离，结果阴极区溶液中的OH－的浓度增大而呈碱性。

(2)把湿润的KI淀粉试纸靠近阳极“U”形管口，若变蓝，证明有Cl2产生。

2．电镀(1)根据图示，书写电极反应式：阳极：Cu-2e－===Cu2＋阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。

(2)电镀的概念是应用原理在某些金属表面镀上一薄层其他或的方法。

(3)电镀池的构成：一般都是用作电镀液；把浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；与直流电源的负极相连，作阴极。

(4)电镀的目的主要是增强金属能力，增强美观和表面硬度。

3．电解精炼铜电解精炼铜时，粗铜中的Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质：当粗铜在阳极不断溶解时，位于金属活动顺序表中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋。

但是Zn2＋、Ni2＋、Fe2＋比Cu2＋更难被还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。

而位于金属活动性顺序表中铜之后的金属如银、金等杂质，因为失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而是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)。

4．电冶金(1)金属冶炼的本质：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。

如Mn＋＋ne－===M。

(2)电解熔融的氯化钠可制取金属钠：阳极反应式：阴极反应式：2Na＋＋2e－===2Na总反应：5．冶炼镁和铝，写出电极反应式。

在工业上用电解熔融的MgCl2，熔融的Al2O3的方法制得镁和铝，其电极反应式分别为：冶炼镁阳极：阴极：Mg2＋＋2e－===Mg冶炼铝阳极：6O2－－12e－===3O2↑阴极：4Al3＋＋12e－===4Al。

四、电解的有关计算有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。

不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、根据通过阴阳两极的电量相等进行计算。

(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。

(3)关系式计算：借助得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的关系式进行计算。

1．将两支惰性电极插入下列电解质溶液中，电解一段时间，回答下列问题。

(1)Na2SO4溶液，当阳极上生成a mol气体时，转移电子数为________，阴极生成的气体的物质的量为________。

答案4a N A2a mol(2)NaCl溶液，100 mL的NaCl溶液，当pH＝13时，转移电子的物质的量为________。

答案0.01 mol知识点一：1．突破电解池中阴、阳极的判断例1．判断下列各电解池的阴极，标注在装置示意图上知识点二：电解池中电极反应式的书写例2.根据下装置图书写电极反应式和总反应离子方程式。

知识点三：“突破电解池串联”的有关计算例3．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。

试回答：(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。

(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。

(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的pH为_____。

知识点四：电解原理的“不寻常”应用例 4. 工业上为了处理有Cr2O72－的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。

请回答下列问题：(1)两极发生反应的电极反应式_________________(2)写出Cr2O72－变为Cr3＋的离子方程式：_________________(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是____________________(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨作电极，原因是_____________________________________________________【基础演练】1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( ) A．原电池中失去电子的一极为负极B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C．原电池中相对活泼的一极为正极D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极2．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===AgC．丙中H＋向碳棒方向移动D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体3．(2015年高三一轮复习）下图为一种微生物燃料电池结构示意图，关于该电池叙述正确的是：（）A．分子组成为C m(H2O)n的物质一定是糖类B．微生物所在电极区放电时发生还原反应C．放电过程中，H＋从正极区移向负极区D．正极反应式为：MnO2＋4H+＋2e—＝Mn2＋＋2H2O4．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．①②③B．①②③④C．①②③④⑤D．全部【巩固提高】5．（2016高三复习专题）关于下列装置的说法正确的是（）A．装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液B．装置①将电能转变为化学能C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变6.如图发生电解，已知电解不久后B电极附近溶液出现浅红色，试判断甲、乙、丙的阴、阳极。

7．(2016高考考点突破练习）在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则(1)电源E为________极，F为________极。