4.2 电解池-【2小时巩固提升】2023-2024学年高二化学同步精品讲义+课时作业（人教版2019选择性必修1）

第四章 化学能与电能 第2节 电解池 1.了解电解池的工作原理。 2.能够正确书写电解池的电极反应式和总反应式。 3.理解并掌握电解规律和电解产物的判断方法。 4.理解电解原理的应用。 知识点一 电解池工作原理。 知识点二 电解原理的应用。 知识点一 电解池工作原理 一、电解CuCl2溶液 1.通电前：CuCl2溶液中存在的离子有：Cu2＋、Cl－、H＋、OH－ 2.工作原理： 总反应方程式：CuCl2 Cu＋Cl2↑。 总反应离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。 3.实质：CuCl2溶液导电过程即CuCl2溶液电解过程。 二、电解池工作原理 1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。 2.电解池：电能转化为化学能的装置，其构成条件：a.外接电源；b.电极插入电解质溶液或熔融电解质；c.闭合回路。 3.电解池工作原理示意图 （1）电子流向：电源负极→阴极（发生还原反应），阳极→电源正极（发生氧化反应） （2）离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 （3）电流闭合：电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极 【归纳总结】 1．电极的判断 (1)根据电源正负极、离子移动方向、发生反应类型判断，具体如下：判断方法： (2)依据电极产物——如果电极上析出Cl2或O2，它一定是阳极；如果电极上产生H2或析出金属，它一定是阴极。 (3)根据实验现象判断阴、阳极：实际题目中往往不给出电解池的电源，而是给出一些实验现象，据此先判断出是何种离子放电，从而确定出电源的正、负极和电解池的阴、阳极，并进行有关问题的分析。 ①滴入酚酞试剂显红色的一极(说明H＋放电显碱性)是阴极，接电源的负极，电极反应是2H＋＋2e－===H2↑。 ②滴入石蕊试剂显红色的一极(说明OH－放电显酸性)是阳极，接电源的正极，电极反应是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。 ③电极增重的一极(说明不活泼金属离子放电析出金属)是阴极，接电源的负极，如Cu2＋放电时Cu2＋＋2e－===Cu。 2.电极反应方程式的书写技巧：六字真言：分 析 判 断 书 写 分：分析电极材料是惰性电极如碳棒、Pt，还是活性电极（电极参与反应） 析：分析溶液组成即溶液中有哪些离子 判：判断离子流向（阳离子移向阴极，阴离子移向阳极） 断：根据离子放电顺序判断反应的离子 书：书写电极反应方程式 写：书写总反应方程式 3.电解方程式的书写：放电离子来源物质=电极产物+剩余部分组合 4. 离子放电顺序： 5. 惰性电极电解电解质溶液的四种类型 放H2生碱型(以NaCl为例) 阳极反应式： 阴极反应式： 电解电解质型(以HCl为例) 阳极反应式： 阴极反应式： 电解水型(以H2SO4为例) 阳极反应式： 阴极反应式： 放O2生酸型(以CuSO4为例) 阳极反应式： 阴极反应式： 总离子方程式： 6. 电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl复原，电解CuSO4溶液少的是Cu和O，补CuO复原等。 以惰性电极电解氯化钠溶液为例：溶液含Na+、Cl-、H＋、OH－，放电顺序：Na+<H＋、Cl->OH－，总反应：H＋来自水，Cl-来自NaCl，剩余Na+、OH－，组成NaOH，即反应物是NaCl、H2O，电极产物是Cl2、H2，剩余组合为NaOH，则总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH+H2↑＋Cl2↑。 【例1】用惰性电极电解CuCl2和NaCl的混合液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是（ ） A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2 【例2】下列关于如图所示电化学装置(碳棒作电极)的判断合理的是(　　) A．若Z为氯化铜溶液，则X电极上发生还原反应 B．若Z为饱和食盐水，则X电极是阴极 C．若Z为氯化铜溶液，则Y电极上有红色物质析出 D．若Z为饱和食盐水，则碱在X电极附近先生成 【变式1】如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　) A．逸出气体的体积：a电极小于b电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 【变式2】如图所示，X、Y