第14讲 电解池 -【暑假衔接班】2023年新高二化学暑假精品衔接课程（沪科版2020选择性必修1）

第14讲 电解池 · 教学目标 1. 通过对氯化铜溶液电解体系的分析，理解电解和电解池的概念，能够正确判断阴极和阳极，理解电解池的认知模型。 2. 了解并能分析电解原理在电解、点冶金等方面的一些典型应用 3. 感受电解对人类社会的重要条件，体会化学与人类生产生活的密切练习。 模块一 电解池的工作原理 知识预习 · 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。 · 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）。 【例1】对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是 A．向溶液中加入少量 B．溶液长期露淔在空气中： C．电解水溶液： D．向溶液中通入少量气体： 【答案】B 【解析】A．向溶液中加入少量的，的氧化性弱于，不能氧化，但能催化的分解，正确的离子方程式应为，A不合题意； B．溶液中具有还原性，容易被氧化，若长期露置在空气中则被空气中的氧化为，离子方程式为，B符合题意； C．以惰性材料为电极电解溶液，阳极反应为，阴极反应为，总反应的离子方程式为，C不合题意； D．向溶液中通入少量气体，产生沉淀，正确的离子方程式为，D不合题意； 故答案为：B。 【例2】电解溶液的装置如图所示，a、b均为惰性电极。下列说法不正确的是    A．a极上发生的反应为： B．移向b极 C．转移2 mol ，理论上阳极产生11.2 L气体(标准状况下) D．电解总反应： 【答案】B 【解析】A．a极为阳极，则阳极上发生的反应为：，故A 正确； B．电解池“异性相吸”，则移向阳极即a极，故B错误； C．根据，转移2 mol ，理论上阳极产生0.2mol氧气，其体积为11.2 L气体(标准状况下)，故C正确； D．阳极产生氧气，阴极产生氢气，则电解总反应：，故D正确。 综上所述，答案为B。 模块二 电解原理的应用 知识预习 · 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 分析：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+