高中化學 第一部分 專題1 第二單元 第二課時 電解池的工作原理及應用課件 蘇教版選修4

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1、第二單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化第二課時電解池的工作原理及應用晨背關(guān)鍵語句理解教材新知應用創(chuàng)新演練把握熱點考向知識點一知識點二考向一考向二考向三專題1化學反應與能量變化隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓練第二單元第二單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化化學能與電能的轉(zhuǎn)化第二課時電解池的工作原理及應用第二課時電解池的工作原理及應用1電解池組成電解池組成“三條件三條件”：外接電源；外接電源；電解質(zhì)溶液；電解質(zhì)溶液；導線連接形成閉合回路。導線連接形成閉合回路。2電鍍池組成電鍍池組成“三要素三要素”：(1)鍍層金屬作陽極；鍍層金屬作陽極；(2)待鍍金屬制品作陰極；待鍍金屬制品作陰極；(3)含鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液作電解質(zhì)溶液。

2、含鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液作電解質(zhì)溶液。 3電解池陰、陽極電解池陰、陽極“四特點四特點”： 陽極陽極外接電源正極外接電源正極流出電子流出電子發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應陰離子移向陰離子移向 陰極陰極外接電源負極外接電源負極流入電子流入電子發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應陽離子移向陽離子移向 4離子放電離子放電“兩順序兩順序”(”(惰性電極惰性電極) )： 陽極：陽極：S2IBrClOH 陰極：陰極：AgFe3Cu2H( (酸酸) )Sn2Zn2Fe2H(H2O)Al3自學教材自學教材填要點填要點1電解和電解池電解和電解池2電解池的工作原理電解池的工作原理(1)電解熔融氯化鈉：電解熔融氯化鈉：(2)電解電

3、解CuCl2溶液：溶液：還原還原氧化氧化師生互動師生互動解疑難解疑難1電解池陰、陽極的判斷電解池陰、陽極的判斷2電極產(chǎn)物的判斷電極產(chǎn)物的判斷(1)陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物“兩眼看兩眼看”： (2)陰極產(chǎn)物：陰極產(chǎn)物： 無需看電極材料，因為電極本身不參與反應，溶液無需看電極材料，因為電極本身不參與反應，溶液中的陽離子放電中的陽離子放電(氧化性順序氧化性順序)：AgFe3Cu2H(酸酸)Sn2Zn2Fe2H(H2O)Al3Mg2Na。1下列關(guān)于電解池的說法正確的是下列關(guān)于電解池的說法正確的是 () A電源的負極就是陰極電源的負極就是陰極 B與直流電源正極相連的是電解池的陰極與直流電源正極相連的是電解池的陰

4、極 C與直流電源負極相連的電極上發(fā)生還原反應與直流電源負極相連的電極上發(fā)生還原反應 D陽極上發(fā)生還原反應陽極上發(fā)生還原反應解析：解析：與電源的負極相連的極是陰極，與正極相與電源的負極相連的極是陰極，與正極相連的極是陽極，陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧連的極是陽極，陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧化反應?；磻?。答案：答案：C自學教材自學教材填要點填要點1氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)現(xiàn)象現(xiàn)象電極反應式電極反應式反應類型反應類型陰極陰極 反應反應陽極陽極 反應反應總反總反應式應式生成氣體生成氣體生成氣體生成氣體2H2e=H22Cl2e=Cl2還原還原氧化氧化2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl22電鍍電鍍(以鍍銅

5、為例以鍍銅為例)3電解精煉銅電解精煉銅4電冶金電冶金(冶煉金屬冶煉金屬Na、Mg、Al)師生互動師生互動解疑難解疑難惰性電極電解惰性電極電解“三規(guī)律三規(guī)律”(2)溶液酸堿性規(guī)律：溶液酸堿性規(guī)律： (3)電解質(zhì)溶液復原規(guī)律：電解質(zhì)溶液復原規(guī)律： 電解質(zhì)溶液電解一段時間后，若要恢復原溶質(zhì)和電解質(zhì)溶液電解一段時間后，若要恢復原溶質(zhì)和濃度，則應遵循濃度，則應遵循“少什么，加什么少什么，加什么”的規(guī)律，如惰性的規(guī)律，如惰性電極電解電極電解2 mol NaCl溶液生成溶液生成NaOH、H2和和Cl2，從溶，從溶液中逸出的是液中逸出的是1 mol H2和和1 mol Cl2，因此，就應向原溶，因此，就應向原

6、溶液中通入液中通入2 mol HCl。2用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)的溶液：用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)的溶液： CuCl2CuSO4NaBrNaNO3鹽酸鹽酸 H2SO4KOH 其中只有水被電解的有其中只有水被電解的有 () AB C D解析：解析：只有水被電解即是在陰極上只有水被電解即是在陰極上H放電放電(溶液中陽溶液中陽離子是較活潑的金屬離子離子是較活潑的金屬離子)，在陽極上，在陽極上OH放電放電(溶液溶液中含有含氧酸根離子或中含有含氧酸根離子或F)。答案：答案：C 例例1如圖為直流電源電解稀如圖為直流電源電解稀Na2SO4水水溶液的裝置。下列說法正確的是溶液的裝置。下列說法正確的是 (

7、) Aa為陽極，為陽極，b為陰極為陰極 Ba發(fā)生氧化反應，發(fā)生氧化反應，b發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應 C溶液中溶液中Na向向b極移動極移動 Da極產(chǎn)生極產(chǎn)生H2，b極產(chǎn)生極產(chǎn)生O2 解析解析電解電解Na2SO4溶液時發(fā)生的反應為：溶液時發(fā)生的反應為：a(陰極陰極)：4H4e=2H2(還原反應還原反應)；b(陽極陽極)：4OH4e=2H2OO2(氧化反應氧化反應)，故，故A、B錯錯誤；溶液中陽離子誤；溶液中陽離子(Na)移向陰極移向陰極(a極極)，C錯誤。錯誤。 答案答案D電解池工作原理考查電解池工作原理考查“四方面四方面” 方面方面1：判斷電解池的陰、陽極：與電源正極相：判斷電解池的陰、陽極：與

8、電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極。連的為陽極，與電源負極相連的為陰極。 方面方面2：判斷電子的移動方向：電子由電源負極：判斷電子的移動方向：電子由電源負極陰極，陽極陰極，陽極電源的正極。電源的正極。 方面方面3：判斷反應類型：陽極發(fā)生氧化反應，陰：判斷反應類型：陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。極發(fā)生還原反應。 方面方面4：判斷離子移動方向：陽離子移向陰極，：判斷離子移動方向：陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。陰離子移向陽極。1(1)電解一段時間后，電解一段時間后， Na2SO4的物質(zhì)的量濃度的物質(zhì)的量濃度 如何變化？溶液的如何變化？溶液的pH呢？呢？ (2)若恢復原狀態(tài)，應該若恢

9、復原狀態(tài)，應該 如何操作？如何操作？提示提示(1)c(Na2SO4)增增大；大；pH不變。不變。 (2)加入適量水。加入適量水。 例例2(2012鎮(zhèn)江模擬鎮(zhèn)江模擬)關(guān)于電解關(guān)于電解NaCl水溶液，下列水溶液，下列敘述正確的是敘述正確的是 () A若在陰極附近的溶液中滴入石蕊試液，溶液呈若在陰極附近的溶液中滴入石蕊試液，溶液呈無色無色 B若在陽極附近的溶液中滴入若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色溶液，溶液呈棕色 C電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 D電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后

10、溶液呈中性充分攪拌后溶液呈中性 陰極顯堿性，滴入石蕊溶液變藍，陰極顯堿性，滴入石蕊溶液變藍，A錯誤；陽極附近錯誤；陽極附近的溶液中會溶有少量的的溶液中會溶有少量的Cl2，滴加，滴加KI溶液后發(fā)生反應：溶液后發(fā)生反應：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，溶液呈棕色，B正確；陰極上是正確；陰極上是H2O電離產(chǎn)生的電離產(chǎn)生的H放電產(chǎn)生放電產(chǎn)生H2，不是，不是Na放電生成鈉，放電生成鈉，C錯誤；錯誤；電解后生成電解后生成NaOH溶液呈堿性，溶液呈堿性，D錯誤。錯誤。 答案答案B 據(jù)實驗現(xiàn)象判斷電解池的陰、陽極或電源的正、負極據(jù)實驗現(xiàn)象判斷電解池的陰、陽極或電源的正、負極 (1)滴入酚酞變紅的電極為陰極

11、滴入酚酞變紅的電極為陰極(接電源負極接電源負極)。 滴入酚酞變紅，說明此電極附近溶液呈堿性，即滴入酚酞變紅，說明此電極附近溶液呈堿性，即H 放電導致，故該電極為陰極。放電導致，故該電極為陰極。 (2)滴入石蕊變紅的電極為陽極滴入石蕊變紅的電極為陽極(接電源正極接電源正極)。滴入石蕊變紅，說明此電極附近溶液呈酸性，即滴入石蕊變紅，說明此電極附近溶液呈酸性，即OH放電放電導致，故此電極為陽極。導致，故此電極為陽極。某學生設(shè)計了一個某學生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字黑筆寫紅字”的趣味的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電液浸濕，然

12、后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是跡。據(jù)此，下列敘述正確的是 ()A鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應C鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生Da點是負極，點是負極，b點是正極點是正極解析：解析：鉛筆端中含有石墨，因此本題相當于用惰性電極鉛筆端中含有石墨，因此本題相當于用惰性電極電解氯化鈉與酚酞的混合液，根據(jù)題意用鉛筆在濾紙上電解氯化鈉與酚酞的混合液，根據(jù)題意用鉛筆在濾紙上寫字時會出現(xiàn)紅色字跡，說明鉛筆端氫離子放電生成氫寫字

13、時會出現(xiàn)紅色字跡，說明鉛筆端氫離子放電生成氫氣，發(fā)生的是還原反應，作陰極，與電源的負極相連，氣，發(fā)生的是還原反應，作陰極，與電源的負極相連，因此可得因此可得a點是負極，點是負極，b點是正極。點是正極。答案：答案：D 例例3如圖所示的如圖所示的A、B兩個電兩個電解池中的電極均為鉑，在解池中的電極均為鉑，在A池中加入池中加入0.05 molL1的的CuCl2溶液，溶液，B池中加池中加入入0.1 molL1的的AgNO3溶液，進行電溶液，進行電解。解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是之比是 () A2 2 4 1 B1 1 2 1 C2 1 1 1

14、 D2 1 2 1答案答案A電解池中有關(guān)量的計算或判斷電解池中有關(guān)量的計算或判斷 電解池中有關(guān)量的計算或判斷主要包括以下幾方面：電解池中有關(guān)量的計算或判斷主要包括以下幾方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的、溶液的pH、相對原子質(zhì)量或某元、相對原子質(zhì)量或某元素的化合價、化學式等。解題依據(jù)是得失電子守恒，有素的化合價、化學式等。解題依據(jù)是得失電子守恒，有如下解題方法：如下解題方法： (1)根據(jù)電子守恒計算：根據(jù)電子守恒計算： 用于串聯(lián)電路中陰、陽兩極產(chǎn)物，正、負兩極產(chǎn)用于串聯(lián)電路中陰、陽兩

15、極產(chǎn)物，正、負兩極產(chǎn)物，相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的物，相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。電子數(shù)相等。 (2)根據(jù)總反應式計算：根據(jù)總反應式計算： 先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式計算?？偡磻接嬎恪?(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)關(guān)系式計算： 根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未知量之間，根據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在已知量與未知量之間，建立計算所需的關(guān)系式。建立計算所需的關(guān)系式。2.(1)若若A中某電極產(chǎn)生中某電極產(chǎn)生1.12 L氣體氣體(標準狀況標準狀況)，則，則 B中某電極產(chǎn)生標準狀況下氣體體積是多少？中

16、某電極產(chǎn)生標準狀況下氣體體積是多少？ (2)若若B溶液體積為溶液體積為1 L，則當，則當AgNO3恰好電解完恰好電解完 全時，溶液的全時，溶液的pH是多少？是多少？已知已知pHlgc(H)隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固1(2012唐山高二檢測唐山高二檢測)電極反應同為氧化反應的是電極反應同為氧化反應的是 () A原電池的正極和電解池的陰極原電池的正極和電解池的陰極 B原電池的負極和電解池的陽極原電池的負極和電解池的陽極 C原電池的正極和電解池的陽極原電池的正極和電解池的陽極 D原電池的負極和電解池的陰極原電池的負極和電解池的陰極解析：解析：原電池的負極與電解池的陽極均發(fā)生氧化反原電池的負極與電解池的

17、陽極均發(fā)生氧化反 應。應。 答案：答案：B2(2011全國高考全國高考)用石墨作電極電解用石墨作電極電解CuSO4溶液。通溶液。通 電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向 溶液中加入適量的溶液中加入適量的 () ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O答案：答案：C 3(2011陽信一中高二月考陽信一中高二月考)在鐵制品上鍍上一定厚度在鐵制品上鍍上一定厚度 的鋅層，以下電鍍方案中正確的是的鋅層，以下電鍍方案中正確的是 () A鋅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含鋅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含F(xiàn)e2 B鋅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含

18、鋅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含Zn2 C鋅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含鋅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含F(xiàn)e3 D鋅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含鋅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含Zn2解析：解析：電鍍時，要求用鍍層金屬電鍍時，要求用鍍層金屬(鋅鋅)作陽極，待鍍作陽極，待鍍金屬金屬(鐵制品鐵制品)作陰極，含鍍層金屬離子作陰極，含鍍層金屬離子(Zn2)的溶的溶液作電鍍液。液作電鍍液。答案：答案：B4如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導線連接后插入如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導線連接后插入 番茄里，電流計中有電流通過，則下列說法正確的是番茄里，電流計中有電流通過，則下列說法正確的是 ()A鋅片是負極

19、鋅片是負極B兩個銅片上都發(fā)生氧化反應兩個銅片上都發(fā)生氧化反應C石墨是陰極石墨是陰極D兩個番茄都形成原電池兩個番茄都形成原電池解析：解析：由于番茄汁顯酸性，左側(cè)番茄形成原電池，由于番茄汁顯酸性，左側(cè)番茄形成原電池，Zn作負極，右側(cè)番茄形成電解池，作負極，右側(cè)番茄形成電解池，Cu作陰極，故作陰極，故只有只有A項正確。項正確。答案：答案：A5用如下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，用如下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒， 發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的試紙的C端變?yōu)樗{色。端變?yōu)樗{色。(1)E為電源的為電源的_極，銅為極，銅為_極。極。(2)A中發(fā)生反應的化學方程式為中發(fā)生反應的化學方程式為_

20、，溶液酸性，溶液酸性_。(3)在在B中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_。(4)D端的電極反應式為端的電極反應式為_。解析：解析：本題實質(zhì)上是三個電解裝置串聯(lián)，首先判斷電源的本題實質(zhì)上是三個電解裝置串聯(lián)，首先判斷電源的正、負極，正、負極，E為負極，為負極，F(xiàn)為正極；為正極；A中是以中是以Pt為陽極、為陽極、Fe為陰為陰極電解極電解AgNO3溶液。溶液。B中中Cu為陽極，為陽極，Cu溶解發(fā)生的反應為：溶解發(fā)生的反應為：Cu2e=Cu2，石墨為陰極發(fā)生的電極反應為：，石墨為陰極發(fā)生的電極反應為：2H2e=H2，由于水電離出的，由于水電離出的H放電，所以溶液中的放電，所以溶液中的c(OH)c(H)，故溶液中有氫氧化銅藍色沉淀生成。，故溶液中有氫氧化銅藍色沉淀生成。D端端為陰極，發(fā)生電極反應為：為陰極，發(fā)生電極反應為：2H2e=H2 。