您現在的位置:網站首頁 > 學科建設 > 化學組

高三一輪複習 電解原理及其應用 教学案

發佈時間:2017-03-01 點擊數: 字號:- 小 + 大【收藏】【打印文章】
 

電解原理及其應用(第一課時)

學習目標1理解電解池的工作原理,準確判斷電解裝置的陰、陽極。

2、學會書寫電極反應和電解池反應方程式。

3、掌握電解前後溶液濃度和pH的變化。

4、學會運用得失電子守恆原理進行簡單計算。

一、電解池的工作原理

[1]某中學化學興趣小組,實驗探究電解池的工作原理,設計裝置如下圖:

請完成下列表格,並討論問題組:

電解池電極名稱

電極反應及類型

實驗現象

極(與外加電源 極相連)

Cu2++2e-=Cu還原反應)

石墨棒上覆蓋一層紅色物質

極(與外加電源 極相連)

2Cl--2e-=Cl2氧化反應)

有氣泡產生,氣體能使溼潤的澱粉碘化鉀試紙變藍

問題組1、電解池的能量轉換形式?

2、電解池的構成條件?

3、電解池中電子和離子的移動方向?

4、電解CuCl2溶液中的離子種類及離子放電順序?

 5、電解池與原電池的異同點?

電解池

原電池

能量轉換

電能→化學能

化學能→電能

電子流向

陽極→電源→陰極

負極→導電→正極

電流流向

陰極→電源→陽極

正極→負極

電極反應類型

陽極:氧化反應

負極:氧化反應

陰陽離子移動方向

陽離子移向陰極

陽離子移向正極

總反應是否自發

非自發

自發

[即時鞏固1]2011·廣東高考·12)某小組爲研究電化學原理,設計如圖裝置。下列敘述不正確的是(  D  

Aab不連接時,鐵片上會有金屬銅析出

Bab用導線連接時,銅片上發生的反應爲:Cu2+2e-= Cu

C.無論ab是否連接,鐵片均會溶解,溶液從藍色逐漸變成淺綠色

Dab分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2向銅電極移動

二、電極產物的判斷和電極反應式的書寫

自主閱讀1電解池中放電順序(一般規律)

   陽極:若是惰性電極(如 AuPt、石墨等):

        陰離子 放電,放電順序(失電子能力)爲S2-> I > Br> Cl> OH > 含氧酸根         若是活性電極(如 CuFeAg等,除惰性電極外):  電極本身 放電

   陰極:不管是惰性電極還是活性電極,都是 陰離子  放電,放電順序(得電子能力)爲Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

                  (酸電離出的)          (水電離出的)  (在水溶液中不放電)

   注意:①陽離子放電順序與金屬活動性基本相反②電鍍條件下Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+

2、書寫電解反應的一般步驟:

第一步:看陽極材料是否爲活性電極,若爲活性電極則不考慮陰離子放電。

第二步:明確溶液中存在哪些離子(包括水的電離)、並分成陽離子組和陰離子組。

根據放電順序,書寫電極反應式,遵循原子和電荷、電子守恆。

OH-放電,陽極反應式爲4OH--4e-=O2+2H2O;若H+放電,陰極反應式爲2H++2e-=H2

第三步:若參與放電的H+OH-來自於水中,陽極可寫爲:2H2O -4e-=O2+4H+,陰極可寫爲:2H2O +2e-=H2+2OH-,書寫總離子方程式時應該用(弱電解質)代替H+OH-

[2]惰性電極電解水溶液有四種基本類型,請完成表格中電極反應式及總反應式,並討論問題組:

類型

電解質(水溶液)

電極反應式及總反應式

電解水

含氧酸(如H2SO4

陽極:4OH--4e-=O2+2H2O

陰極:4H++4e-=2H2

總反應式:2H2O 2H2+O2

強鹼(NaOH)

活潑金屬的含氧酸鹽

(Na2SO4)

電解電解質

鹽酸

陽極:2Cl--2e-=Cl2

陰極:2H++2e-=H2

總反應式:2HCl H2+Cl2

不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2

陽極:2Cl--2e-=Cl2

陰極:Cu2++2e-=Cu

總反應式:CuCl2 Cu+Cl2

H2生鹼

活潑金屬的無氧酸鹽

(如NaCl

陽極:2Cl--2e-=Cl2

陰極:2H++2e-=H2

總反應式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2

2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2

O2生酸

不活潑金屬的含氧酸鹽

(如CuSO4

陽極:4OH--4e-=O2+2H2O

陰極:2Cu2++4e-=2Cu

總反應式:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4

2Cu2++2H2O 2Cu+O2+4H+

問題組1在上述電解反應中,產生O2的一定是電解池的哪個電極?電解何種類型的電解質溶液一定有O2產生?陽極,電解水型、O2生酸

2、電解時兩極pH均有明顯變化,但攪拌後溶液pH不變的是何種電解質溶液?

如:電解水型中的Na2SO4溶液

3pHa的某電解質溶液中,插入兩支惰性電極,通直流電一段時間後,溶液的pHa,則該電解質可能是( A                                              

ANaOH      BH2SO4      CAgNO3      DNa2SO4

4、用惰性電極電解下列溶液,一段時間後,再加入一定量的另一種物質(括號內物質),電解液基本不變(可以復原)的是( C                       

ACuCl2(CuSO4)  BNaOH(NaOH)   CNaCl(HCl)    DCuSO4[Cu(OH)2]

[即時鞏固2] (2008·全國理綜10)右圖爲直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電後在石墨電極ab附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現象中正確的是       ( D )

A.逸出氣體的體積,a電極的小於b電極的

B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體

Ca電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色

Da電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色

、有關電解池的計算

常用方法:電解反應式、關係式、電子守恆法

 [3] (1)左邊燒杯爲  原電池 裝置,右邊燒杯爲  電解池  裝置。

 (2)請寫出兩裝置中的電極反應式和總反應式。

左邊:正極 Cu2++2e-=Cu       右邊:陽極 2Cl--2e-=Cl2

      負極 Zn-2e-=Zn2+             陰極 2H++2e-=H2

        Zn+Cu2+=Zn2++Cu      2KCl+2H2O 2KOH+H2+Cl2

 (3)Zn減輕0.65g時,左邊燒杯的碳棒增重 0.64   g

    右邊燒杯的左邊碳棒爲   極, 產生的氣體爲   0.01   mol

右邊燒杯的右邊碳棒爲   極,在標狀下產生的氣體爲 224   mL

 注意:當多池串聯無外接電源時:  有自發氧化還原反應的爲原電池,其餘的爲電解池                                        

[即時鞏固3]將兩個鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進行電解,通電一段時間後,某一電極增重0.032 g(設電解時該電極無氫氣析出,且溶液體積無變化)。此時溶液的pH值爲 1   【自主練習】

1.2011·全國卷I·10用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間後,欲使電解液恢復到起始狀態,應向溶液中加入適量的( C

A. CuSO4        B. H2O        C. CuO      D. CuSO4·5 H2O

石墨

Cu

直流電源

NaOH溶液

電解

2、(2009.安徽理綜)Cu2O是一種半導體材料基於綠色化學理念設計的製取Cu2O的電解池示意圖如下電解總反應2Cu+H2O====Cu2O+H2。下列說法正確的是 A   

A、石墨電極上產生氫氣        B、銅電極發生還原反應

C、銅電極接直流電源的負極

D、當有0.1mol電子轉移時,有0.1molCu2O生成

3如圖abcd均爲石墨電極,通電進行電解(電解液足量)。下列說法正確的是(A

A.甲中a的電極反應式爲:4OH--4e-=O2+2H2O

B.電解時向乙中滴入酚酞溶液,c電極附近變紅

C.向乙中加入適量鹽酸,溶液組成可以恢復

D.當b極有64 g Cu析出時,c電極產生2 g氣體

4、溶液中含有兩種溶質:氯化鈉和硫酸,物質的量之比爲3:1,用石墨作電極電解該溶液時,根據反應產物可明顯分爲三個階段,則下列敘述不正確的是(D 

A.陰極只析出氫氣  

B.陽極先析出氯氣後再析出氧氣

C.電解最後階段爲電解水

D.電解過程中溶液的pH不斷增大,最後爲7

(編輯:tzezwgl)

相關信息
泰州市第二中學網絡中心製作維護 地址:江蘇省泰州市迎春東路9號 郵編:225300
電話:0523-86213120 電郵:[email protected]
蘇ICP備05003838號-1  您是本网站第位贵宾!谢谢您的浏览!