VrT江苏省大港中学
专题1 第二单元 化学能与电能的转化
编写人：陆国琴 审核人：郭云涛 出品人：陆国琴
课时3 电解的工作原理
【学习目标】
1．能够根据电解装置与直流电源的连接方式正确判断电解池的阴、阳极。
2．能根据溶液中阴、阳离子定向移动以及电极材料，判断电解池的阳、阴极电极反应
【基础知识梳理】
一、电解
1．概念：使直流电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2．特点：(1)电解是最强有力的氧化还原手段，是 (填“可逆”或“不可逆”)的。
(2)电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。
二、电解池
1．定义：把 转化为 的装置。
2．形成条件：(1)直流电源；
(2)两个电极：与电源正极相连的一极是 ；与电源负极相连的一极是 ；
(3)电解质溶液或熔融电解质；
(4)形成闭合回路。
【交流讨论】教材P18-------电解熔融氯化钠
（1）通电前后，Na+和Cl—的运动有何差异？用箭头表示离子运动方向。
通电前， Na+ 、Cl－ 在 ____ 运动。_____
通电后，Na+向_ _ 极(与电源_ 相连)移动，Cl－向_ 极(与电源___相连)移动。___
（2）通电后两电极分别发生什么反应，写出电极反应式。
阳极： ；阴极： ；电解总反应：
（3）电解过程中电子的流向：电子从电源 极流出、流向电解槽的 极，从电解槽的 极流向电源的 极。
【活动探究】教材P19-------电解氯化铜溶液。
（1）通电后，溶液中那些离子优先在电极上发生反应？
（2）写出电极反应式和电解反应方程式：
阳极： ； 反应（氧化或还原）
阴极： ； 反应；电解总反应：
（3）电解过程中电子流向和离子流向：
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电子流向
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离子流向
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电源负极―→电解池阴极
电解池阳极―→电源正极
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阳离子―→电解池阴极
阴离子―→电解池阳极
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3．电极产物的判断——即离子的放电顺序
（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）
阴极： 电子，发生____反应，离子____ _越强，反应越容易。
阳极： 电子，发生____反应，离子___ __越强，反应越容易。
离子的放电顺序：
(1)阳极产物的判断一一还原性较强的物质失去电子被氧化
首先看电极，如果阳极为非惰性电极(除C、Au、Pt以外的金属作电极)，则电极材料首先失电子被氧化，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(C、Au、Pt)，溶液中还原性最强的阴离子首先失去电子。失电子的能力和先后顺序应根据阴离子的放电顺序判断。阴离子的放电顺序是 。
(2)阴极产物的判断——氧化性较强的物质得到电子被还原
在阴极上无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，一般为溶液中的最易得电子即氧化性最强的阳离子在阴极得电子被还原。阳离子得电子的能力和先后顺序应根据阳离子的放电顺序。阳离子的放电顺序是 在一般情况下，H+的位置在Cu2﹢后，在电镀条件下，H﹢的位置在Zn2﹢后。
学点2 电解规律（惰性电极电解各类电解质溶液的规律）
4.电解各类电解质溶液（惰性电极）的情况是归纳见下表：
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电解类型
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实例
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阴极
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阳极
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电解反应式
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溶液pH
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恢复
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电解水
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H2SO4
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NaOH
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NaNO3
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电解自身
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HBr
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CuCl2
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生碱析氢
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NaCl
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生酸放氧
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CuSO4
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注：电解质溶液电解完成后，需要加入何种物质才能恢复到起始状态，要看电解过程中生成的产物。一般需要加入阳极产物和阴物产物构成的化合物。
总结：用惰性电极电解电解质溶液的规律
（1）电解水型： 、 、 的电解
（2）电解电解质型： 、 溶液的电解
（3）电解质和水同时被电解型
A、放氢生碱型： 溶液的电解
B、放氧生酸型： 溶液的电解
【课堂反馈】
1．下列有关电解池的说法正确的是 ( )
A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极
B．无论电解何种物质，阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等
C．电解氯化铜溶液时，在阴极上有气体生成
D．电解NaCl、CuCl2两种溶液，参加反应的物质是相同的
2、完成下列溶液的电极反应(以石墨为电极电解，分别写出阴极、阳极和总反应的方程式)
①CuBr2溶液：
②KCl溶液：
【典题精析】
〖例1〗右图是电解CuCl2溶液装置，c、d为石墨电极。下列有关判断正确的是 ( )
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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，氯离子浓度不变
〖变式1〗某同学按下图所示的装置进行电解实验。下 列说法正确的是 ( )
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主要反应方程式为：
Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，H+的浓度不断增大
〖例2〗将两个铂电极插入500 ml CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后．某一电极增重0．064 g(假设电解时该电极无H2析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中c(H+)约为 ( )
A．4×10—3mol/L B．2×10一3mol/L C．1×10一3mol/L D．1×10一7mol/L
〖变式2〗将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( )
A．6：3：2 B．6：3：1 C．1：2：3 D．3：2：1
〖例3〗如右图，X、Y分别是电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭的气体放出，符合这一情况的是下表中的 ( )
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A极板
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B极板
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X电极
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Z溶液
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A
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锌
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石墨
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负极
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CuSO4
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B
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石墨
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石墨
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正极
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NaOH
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C
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银
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铁
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正极
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AgNO3
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D
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铜
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石墨
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负极
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CuCl2
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〖变式3〗在饱和Na2CO3溶液中插入惰性电极，保持温度不变，通电一定时间后 ( )
A．溶液的pH将增大 B．钠离子数和碳酸根离子数的比变小
C．溶液浓度增大并有晶体析出 D．溶液浓度不变，有晶体析出
〖例4〗用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 ( )
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O] C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
〖变式4〗用铂作电极电解某溶液，通电一段时间后，溶液pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是( )
A．稀盐酸 B．KNO3溶液 C．CuSO4溶液 D．稀硫酸
【基础巩固】
1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( )
A．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1：1
B．电解CuSO4溶液一段时问后，再加入一定质量Cu(OH)2，溶液能与原溶液完全一样
C．电解硫酸钠溶液时，Na+向阳极移动
D．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
2．在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2＋的物质的量浓度为 ( )
A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1
3．25℃时，将两个铂电极插入一定量的Na2SO4饱和溶液中进行电解。通电一段时问后，在阴极逸出a mol气体，同时有Wg Na2SO4·10H2O晶体析出。若温度保持不变，剩余溶液中溶质的质量分数为 ( )
A． B． C． D．
4．把等物质的量的硫酸钠、氯化钠、硝酸银混合物放入足量水中，经充分搅拌后，将所得溶液用石墨电极进行电解，阳极生成的物质是 ( )
A．H2 B．Ag C．C12 D．O2
5．银锌电池广泛用于各种电子仪器，电池反应为：Ag2O+Zn+ H2O 2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是 ( )
A．电池在放电时，Ag电极是电池的负极
B．充电时阳极发生的电极反应是：2Ag+2OH一—2e—=Ag2O+H2O
C．该电池可用酸作电解质溶液
D．充电时电流从Zn电极经电解质溶液流向外接电源的正极
6．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O。研读下图，下列判断不正确的是 ( )
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A．K闭合时，d电极反应式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的
H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，
d电极为正极
7．用铂电极电解含一定量CuSO4的电解液，一段时间后，需加入0.1 mol(Cu(OH)2才能使电解液的pH和浓度复原，试回答：
(1)计算整个过程中转移电子的物质的量为 mol。
(2)写出阴极的电极反应式 。
(3)若整个电解过程以铅蓄电池为电源，此过程中消耗H2SO4的物质的量为 mol。
8．从NO3—、SO、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl—等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是
(3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式可能是 。
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