4.3 电解池-【帮课堂】高二化学同步学与练（沪科版2020选择性必修1）

4.3 电解池 学习聚焦 知识精讲 知识点01 电解池 1、电解池：一种将电能转化为化学能的装置。 2、电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极发生氧化还原反应过程。 3、电解池反应原理： 阴极：与电源负极相连，本身不反应，溶液中正离子得电子发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，若是惰性中极，则是溶液中负离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电子的流向：负极—阴极—阳极—正极 电流的流向：正极—阳极—阴极—负极 4、电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.正离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （正离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：负离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞F- B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 【即学即练1】有关利用某新型电化学装置(如下图所示)电催化合成偶氮化合物( )的研究，下列说法中不正确的是 A．CoP电极是阴极 B．电极反应式为 C．合成1mol偶氮化合物，要消耗4mol D．向极移动 知识点02 原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 原理 原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行 使电流通过电解质溶液而在阴,阳两极上引起氧化还原反应的过程. 形成条件 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应 非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子流向 负极(外电路) →正极 阳极→电源正极 阴极←电源负极 电流方向 正极(外电路) →负极 阳极←电源正极 阴极→电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 【即学即练2】钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是 A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化 B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g C．充电时，b极为阴极，其电极反应为 D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应 故选C。 知识点03 电解原理的应用 （1）、铜的电解精炼 阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu 电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质 因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成正离子进入溶液中，Zn－2e－ = Zn2+ 、Fe－2e－ = Fe2+ 、Ni－2e－ =Ni2+，Fe2+、Zn2+、Ni2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。 （2）、电镀 阳极（镀层金属）：Cu－2e－＝Cu2＋ 阴极（镀件）：Cu2＋＋2e－＝Cu 电镀液：含镀层金属的电解质 因为由得失电子数目守恒可知， 阳极放电形成的Cu2＋离子和阴极Cu2＋离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均不会改变。 注意： A、电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。 B、电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。 教学建议：电镀知识在讲解的过程中可以联系电解池进行分析帮助孩子理解，并且强调目前我们只需要掌握电镀不活泼