2019高中化学第1部分第二单元第2课时电解池的工作原理及应用讲义(含解析)苏教版

电解池的工作原理及应用 1．什么是原电池和电解池？ 提示：将化学能转化为电能的装置叫原电池，将电能转化为化学能的装置叫电解池。 2．请写出以惰性电极电解CuCl2溶液的电极反应及总反应方程式。 提示：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

总反应：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑ 3．以惰性电极电解熔融氯化钠和氯化钠溶液电极反应有何差异？写出有关电极反应和总反应方程式。 提示：两者阴极反应不同。 电解熔融氯化钠 阴极 2Na＋＋2e－===2Na

总反应 2NaCl2Na＋Cl2↑ 电解食盐水 阴极 2H＋＋2e－===H2↑

总反应式 2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

[新知探究] 探究1 电解熔融氯化钠实验探究

装置图 续表 电极材料 石墨 铁 电极名称 阳极 阴极 实验现象 产生黄绿色气体 产生银白色金属 移向电极离子 Cl－ Na＋ 电极反应 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 反应类型 氧化反应 还原反应

总反应 2NaCl=====电解2Na＋Cl2↑ 探究2 电解与电解池 探究3 利用电解原理分析电解CuCl2溶液时的变化，并填写表中空格。 装置 现象 反应式 阴极 有红色物质析出 Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应)

阳极 有黄绿色气体生成 2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应)

总电解反应 CuCl2=====通电Cu＋Cl2↑

[必记结论] 1．电解池阴、阳极的判断

2．电极产物的判断 (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＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(H2O)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。

[成功体验] 1．(好题共享·选自人教版教材P83·T1)下列关于电解槽的叙述中不正确的是( ) A．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B．与电源负极相连的是电解槽的阴极 C．在电解槽的阳极发生氧化反应 D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极 解析：选A 电解槽的电极名称是由电极材料与电源的连接方式决定的，与电源正极相连的是电解槽的阳极。 2．电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上首先析出的物质分别是( ) A．Cu和Cl2 B．H2和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2 解析：选A 在CuCl2和NaCl溶液中，Cu2＋、Na＋、H＋向阴极移动，因Cu2＋氧化性最强，则阴极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，而Cl－、OH－向阳极移动，因Cl－的还原性比OH－强，所以阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，故电解时阴极、阳极首先析出的物质分别为Cu和Cl2。

[新知探究] 探究1 电解饱和食盐水 (1)饱和食盐水中存在的离子有Na＋、Cl－、OH－、H＋。通电后，Na＋、H＋向阴极移动， H＋放电，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑；Cl－、OH－向阳极移动，Cl－放电，电极反应为： 2Cl

－－2e－===Cl2↑；总反应方程式为：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

(2)电解过程中，由于阴极区H＋浓度变小，使阴极区溶液中水电离的OH－富集。因此，如果设法用隔膜阻止OH－移向阳极，则氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到NaOH。 探究2 电镀与铜的电解精炼 (1)电镀的概念： 应用电解原理，在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，叫作电镀。 (2)电镀的目的： 使材料抗腐蚀能力增强且增加表面的耐磨性和美观性。 (3)电镀池的构成：

如：在餐具上镀银时，餐具作阴极，银作阳极，含有Ag＋的溶液作电解质溶液。发生的反应如下： 阴极：Ag＋＋e－===Ag(还原反应) 阳极：Ag－e－===Ag＋(氧化反应) [必记结论] 1．电镀与铜的电解精炼的比较 电镀 铜的电解精炼

定义 应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金利用电解原理提纯铜 属或合金 装置举例

形成条件 ①镀层金属做阳极接直流电源正极，镀件做阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路 ①粗铜做阳极，纯铜做阴极 ②含Cu2＋的盐溶液做电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路

电极反应 (以铁上镀锌为例) 阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn

阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(纯铜) 电解(镀) 液浓度 不变 减小 联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池 2.注意事项 (1)离子的放电顺序不仅与离子本身的性质有关，还与离子浓度、装置特点等有关，铁上镀锌时，溶液中的H＋不放电。 (2)在金属的电解精炼中，比被提炼的金属活泼的金属首先放电，比其不活泼的金属则最终成为阳极泥。 [成功体验] 3．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )

解析：选D 电解食盐水时，阳极产物Cl2，阴极产物H2、NaOH。根据图中电子流向先确定装置中电源的正、负极，从而确定电解池的阴、阳极，然后判断电极产物以及检验方法，D选项符合题意。 4．(好题共享·选自人教版教材P83·T2)下列关于铜电极的叙述中不正确的是( ) A．锌铜原电池中铜是正极 B．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极 C．用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 D．用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极 解析：选D 电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用纯铜作阴极。 [新知探究] 人教版教材实验设计 苏教版教材实验设计

装置图

实验用品 U型管、CuCl2溶液、石墨棒、淀粉碘化钾试纸、电源、导线 熔融NaCl、电源、导线、电极 U型管、CuCl2溶液、电源导线、石墨、淀粉碘化钾试纸

实验步骤

人教版教材实验设计 苏教版教材实验设计 ①连接好装置 ②接通电源 ③把湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近 ①连接好装置 ②接通电源 ①连接好装置 ②接通电源 ③把湿润的碘化钾试纸放在阳极

实验现象 ①阳极有黄绿色气体产生 ②湿润淀粉碘化钾试纸变蓝 ③阴极石墨棒上有红色物质析出 ①阳极有黄绿色气体产生 ②阴极有银白色固体析出 ①阳极有黄绿色气体产生 ②湿润淀粉碘化钾试纸变 ③阴极石墨棒上有红色物质析出蓝

创新发掘 1.CuCl2溶液中有哪些离子？放电离子是哪些？为什么？ 分析：Cu2＋、Cl－、H＋、OH－；Cu2＋、Cl－，因为氧化性Cu2＋>H＋，还原性Cl－>OH－。 2.使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的气体是否一定是Cl2？ 分析：不一定。 电解CuCl2溶液得到Cu和Cl2，电解NaCl溶液为什么不能得到Na？ 分析：电解CuCl2溶液时，因氧化性Cu2＋> H＋，则阴极得到Cu，而电解NaCl溶液时，因

氧化性H＋>Na＋，则阴极得到的是H2而不是金属Na。

续表 人教版教材实验设计 实验设计苏教版教材

个性评点

1.人教版实验操作简单，现象明显，易于实现。

2.苏教版电解熔融状态的氯化钠，在一般实验室条件下不易实现。 3.苏教版设置两套装置，涉及电解熔融状态下的电解质和电解质溶液，内容全面。

[成功体验] 5．(2013·北京高考)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( ) A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 解析：选A 本题考查电解原理及其应用，意在考查考生对装置图的分析能力及对电解原理的理解能力。通过图中离子的运动状态可判断连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－=== Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，阳极发生氧化反应，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。 6.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中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 解析：选C 依据电流的方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。d极上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，c极上的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中的Cl－浓度减小。 ———————————————[关键语句小结]————————————————

1．电解池通电后电解质溶液中的阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。 2．在电解池中，阳极的电极反应与电极材料有关，若是活性电极，电极本身失电子，若是惰性电极，溶液中的阴离子失电子。 离子放电“两顺序”(惰性电极)： 阳极：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－ 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋

3．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 4．电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 5．电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。 6．电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融氯化钠制取钠，电解熔融MgCl2制取镁。