内容正文:
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。7.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。8.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
第5课时 必备知识——电解原理及应用
知识点1 电解池的构成及工作原理
1.电解和电解池
(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成
①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(以电解CuCl2溶液为例)
电解总反应方程式:CuCl2Cu+Cl2↑
(2)电极
①阴极:与电源负极相连,得到电子,发生还原反应。
②阳极:与电源正极相连,失去电子,发生氧化反应。
(3)电子和离子的移动方向
①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
[注意] ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时,由于金属本身可以参与阳极反应,称为活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等);金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。
②电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是靠离子移动导电,即电子不通过电解质溶液。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程,是化学变化( √ )
(2)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现( √ )
(3)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极 ( × )
(4)电解时,阳离子移向阳极,阴离子移向阴极( × )
(5)电解时,经过溶液的电子与电路中电子数目相同( × )
[通关2] (2020·山东潍坊检测)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-===Ag
C.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
C [由图知,甲、丙为原电池,甲中Zn为负极,负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,A项错误;丙中Fe为负极,C为正极,H+向正极移动,C项正确;乙、丁为电解池,乙中Ag作阳极,本身失电子,B项错误;丁中放电顺序:I->Cl-,开始产生I2,D项错误。]
[通关3] (2020·北京平谷区检测)某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中,下列有关分析完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
B [电子从电源的负极流出,故a是阴极,d是正极,溶液中阳离子Q移向阴极a。]
[通关4] (深度思考)如图所示,甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸,A、B两铜片通过导线连接电源两极,在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液,通电一段时间后,发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离,则与A相连的是电源的________极,可发现滤纸的B极边沿附近有________色出现。
答案 正 蓝
[思维建模] 图解电解池工作原理
知识点2 电解规律及电极产物的判断
1.电极反应式的书写
[注意] ①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。③电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
2.利用惰性电极电解电解质溶液的四种类型
类型
电解质
(水溶液)
电极反应式
总化学方程式
或离子方程式
电解质
溶液浓度
溶液
pH
电解质
溶液复原
电解
水型
含氧酸
(如H2SO4)
阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极:4H++4e-===2H2↑
2H2OO2↑+2H2↑
增大
减小
加H2O
强碱
(如NaOH)
阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O
阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-
2H2OO2↑+2H2↑