人教版高二化学选修4第四章电化学基础第三节 电解池讲义（答案不全）

第四章 电化学基础 讲义 第三节 电解池 【相关知识回顾】 1．氧化剂和还原剂 还原剂（显示还原性）：失去电子→发生氧化反应→化合价升高 氧化剂（显示氧化性）：得到电子→发生还原反应→化合价降低 2．氧化性、还原性强弱的比较 （1）金属单质还原性：按金属活动性顺序从左到右依次减弱 （2）金属离子的氧化性：金属离子的氧化性按金属活动性顺序从左到右依次增强，如： Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+ （3）非金属元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越弱。如单质氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2＞S；离子还原性：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞F－ 一 电解原理 1．【实验4－2】电解CuCl2溶液 实验步骤 如图，向U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的淀粉碘化钾试纸放在与直流电源正极相连的电极附近，接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化 实验现象 电流表的指针发生偏转，阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色加深，阳极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变浅；阴极石墨棒上覆盖了一层红色的固体，阳极石墨棒上有气泡产生，同时看到湿润的淀粉碘化钾试纸变成蓝色 实验结论 在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了下列反应：CuCl2 SHAPE \* MERGEFORMAT Cu＋Cl2↑，Cu生成于阴极的石墨棒上，Cl2生成于阳极的石墨棒上 注意：CuCl2溶液以呈绿色为宜（CuCl2的质量分数约为25%）。若浓度太大，通电后阴极石墨棒周围的溶液往往出现黑色，这是由于被还原出来的微小铜粒没有沉积在石墨棒上而是悬浮在溶液里的缘故 2．原理分析 CuCl2是强电解质，在水溶液中能全部电离生成Cu2+和Cl－，CuCl2 === Cu2+＋2Cl－， 通电前，Cu2+和Cl－在溶液中做自由运动，如图Ⅰ所示，通电时，在电流的作用下，这些自由移动的离子改做定向运动，根据异性相吸的原理，带负电的Cl－向阳极移动，带正电的Cu2+向阴极移动，如图Ⅱ所示，在阳极，Cl－失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。在阴极，Cu2+获得电子而还原成铜原子，覆盖在阴极上，这个过程叫做放电： 阳极：2Cl－－2e－ === Cl2↑（氧化反应） 阴极：Cu2+＋2e－ === Cu （还原反应） 电解CuCl2溶液