4.2电解池 学案-2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 课标要求：了解电解池工作原理；认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 学业要求：能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池 一、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：将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。 二、电解池的工作原理 (1)电子：从电源的负极流出后，流向电解池的阴极；从阳极流出后，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]　电子和离子的移动遵循“电子不下水，离子不上线”。 2．电极反应式的书写步骤 (1)分析电解质水溶液的组成：找全离子并分阴、阳两组(包括水溶液中的H＋和OH－)。 (2)排列出阴、阳两极的放电顺序 ①阳极 活性电极：金属做阳极(Pt、Au除外)，金属本身被电解； 惰性电极(Pt、Au、石墨等)：还原性强的离子先放电，放电顺序为S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。 ②阴极(放电顺序与电极材料无关) 氧化性强的离子先放电，放电顺序为Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>…… (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。 (3)写出两极电极反应式 ①阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；或溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。 ②阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。 (4)写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，两极的电极反应式相加即可得总反应式。 三、用惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 实例 电极反应式 和总反应式 溶液 pH变化 溶液复原方法 电解水型 含氧酸 H2SO4 阳极： 阴极： 总反应： 减小 加水 强碱 NaOH 增大 活泼金属的含氧酸盐 KNO3 不变 电解电解质型 无氧酸(氢 氟酸除外) HCl 阳极： 阴极 总反应： 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极： 阴极： 总反应： － 加CuCl2固体 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极： 阴极： 总反应： 增大 通入HCl气体 放氧生酸型 不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3 CuSO4 阳极： 阴极： 总反应： 减小 加入Ag2O、 CuO固体 1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(　　) (2)电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阳极。(　　) (3)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极。(　　) (4)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉­碘化钾试纸变蓝。(　　) (5)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大。(　　) (6)电解KNO3溶液时，随着电解的进行，溶液的pH逐渐减小。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2．如图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　) 选项 a极板 b极板 x极 z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 3．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是(　　) A．电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电路中每转移0.2 mol电子，电极Ⅲ上析出6.4 g Cu 4．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答： (1)B极是电源的________，一段时间后，甲装置中溶液颜色________；丁装置中X极附近的颜色变浅，Y极附近的颜色变深，这表明______________，在电场作用下向Y极移动。 (2)写出C、D、E、F的电极反应式： C:____________________ D:____________________ E:____________________ F:____________________ 若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量