1、11.2.3 电解池的工作原理学习目标1.能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。重点难点 电极反应方程式的书写、电解规律和电解产物的判断。方 法 合作交流、展示评价和讲解相结合内容部分 随堂笔记【自主学习】一电解池的工作原理1如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。(1)通电前，熔融 NaCl 中存在的微粒有 ，这些微粒的运动状态是 。(2)通电后离子运动方向：阳离子 (填离子符号)移向铁电极，发生 反应；阴离子 (填离子符号)移向石墨电极，
2、发生 反应。电极上发生的变化是铁电极 ；石墨电极： 。(3)由以上分析可知：熔融的 NaCl 在直流电源作用下发生了 ，分解生成了 。2电解和电解池(1)电解是在直流电作用下，在两个电极上发生 的过程。(2)电解池是将 转化为 的装置。(3)电极名称阴极：与电源 相连的电极，发生 反应；阳极：与电源 相连的电极，发生 反应。(4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入 溶液或熔融 中，形成 。(1)电解池的工作原理示意图(2)电解质导电的过程就是电解质的电解过程。二 酸、碱、盐溶液的电解规律1.放电顺序阴极上：由于阴极上要 电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都
3、不能得电子，因此只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。因此阴极上7氧化性强的离子 得电子。金属越不活泼，对应阳离子氧化性越 ，越 得电子。由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb 2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al 3 、 、 、 、 等 活 泼 金 属 阳 离 子 在 水 溶 液 中 电 解 时 不 得 电 子 。小 结 ： 质 量 增 加 ， 或 有 氢 气 产 生 的 电 极 一 定 是 极 。阳 极 上 ： 电解池中阳极上要 电子，而 与溶液中的 都可失电子，因此阳极上的电极反应与 有关。由于一般的 比阴离子更容易
4、失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是 失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂（Pt）等难失电子的物质做惰性电极时，则是溶液中 失去电子。阴离子还原性越强就越 失去电子。根据非金属性的强弱，分析下列离子失电子能力的强弱：S2 I Br Cl OH （水或碱） 最高价含氧酸根离子 F 。、 等 阴 离 子 在 水 溶 液 中 电 解 时 不 失 电 子 。2 惰性电极电解规律类型 电解质溶液 电极反应特点电解水型含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液阴极：4H 4e =2H2阳极：4OH 4e =2H2OO 2电解电解质型无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液电解质电离出的阴、阳离子分别在
5、两极放电放 H2生碱型活泼金属(K、Ca、Na)的无氧酸盐阴极：放出 H2生成碱阳极：电解质阴离子放电放 O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐溶液阴极：电解质阳离子放电阳极：OH 放电生成酸【合作探究】写出下列电解池的电极反应式和总反应式1用惰性电极电解硫酸钠溶液：阳极电极反应式: 。阴极电极反应式: 。总反应式: 。若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的_12用惰性电极电解氯化铜溶液：阳极电极反应式: 。阴极电极反应式: 。总反应式: 。若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的_3用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液：阳极电极反应式: 。阴极电极反应式: 。总反应式： 。若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的_
6、4.电解硫酸铜溶液：阳极电极反应式: 。阴极电极反应式: 。总反应式: 。若要恢复到原溶液浓度，加入一定量的_ _【巩固练习】1关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )A原电池中失去电子的一极为负极 B电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C原电池中相对活泼的一极为正极 D电解池中发生氧化反应的一极为阳极2电解池中，阳极的电极材料一定( )A发生氧化反应 B与电源正极相连 C是铂电极 D得电子3若某装置发生如下反应：Cu2H =Cu2 H 2，关于该装置的有关说法正确的是( )A该装置一定为原电池 B该装置为电解池C若为原电池，Cu 为正极 D电解质溶液可能是硝酸溶液4有关甲、乙、
7、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )1A甲中负极反应式为 2H 2e =H2 B乙中阳极反应式为 Ag e =AgC丙中 H 向碳棒方向移动 D丁中电解开始时阴极产生黄绿色气体5下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )A电解饱和食盐水阴极：Na e =Na B电解 CuSO4溶液阴极：Cu 2 2e =CuC电解熔融 NaCl 阴极：Na e =Na D电解 NaOH 溶液阳极：4OH 4e =2H2OO 26用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为 13 的 CuSO4和 NaCl 的混合溶液，可能发生的反应有( )2Cu 2 2H 2O 2Cu4H O 2 = = = = =通
8、 电 Cu 2 2Cl CuCl 2= = = = =通 电 2Cl 2H H2Cl 2 2H 2O 2H2O 2= = = = =通 电 = = = = =通 电 A B C D7用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有 H2和 O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有( )该溶液的 pH 可能增大；该溶液的 pH 可能减小；该溶液的 pH 可能不变；该溶液的浓度可能增大；该溶液的浓度可能不变；该溶液的浓度可能减小A B C D全部8用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是( )ACuSO 4 BH
9、 2SO4 CCuCl 2 DNaCl9Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如下，电解反应方程式为2CuH 2O Cu2OH 2。下列说法正确的是( )= = = = =通 电 A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极 D当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成10下图中 X、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 电极质量增加，b 电极处有无色无味气体放出。符合这一情况的是表中的( )选项 a b X 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO
10、3D 铜 石墨 负极 CuCl2111在某电解质溶液里，用 M 和 N 作电极，通电一段时间后，发现 M 极质量减小，N 极质量增大，符合这一情况的是( )A电解质溶液是稀硫酸 B金属 M 是阳极，金属 N 是阴极CM 和 N 是石墨电极 DM 是阴极，N 是阳极12.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )AAgNO 3 BNaOHCKCl DCuSO 413 用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液 pH 逐渐减小的是( )氯化钠溶液 硫酸铜溶液 氢氧化钠溶液 稀硫酸 稀盐酸 硫酸钠溶液A BC D14.用石
11、墨作电极，电解下列物质的溶液，其实质不是电解水的是( )ANaNO 3 BNaOH CNa 2SO4 DNaCl15.用石墨作电极电解 CuCl2和 KCl 的混合溶液，电解初期阴极和阳极分别析出的物质是( )AH 2、Cl 2 BCu、Cl 2 CH 2、O 2 DCu、O 216. 用惰性电极电解 AgNO3溶液，说法不正确的是( )A电解过程中阴极质量不断增加 B电解过程中溶液的 pH 不断降低C此时向溶液中加入适量的 Ag2O 固体可使溶液恢复到电解前的状况D电解后两极产生的气体体积比为 2117.从 H 、Cu 2 、Na 、SO 、Cl 五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求
12、进行24电解：(1)以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是_ _。(2)以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是_ _。(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是_ _。(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出 O2时，电解质的化学式可能是_ _。(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为 11 时，电解质的化学式可能是_ _。118如下图所示，当线路接通时，发现 M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a 端显蓝色，b 端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，
13、且乙中两极不发生变化。回答：(1)装置名称：甲是_，乙是_。(2)电极名称及电极材料：A_，_；B_，_；C_，_；D_，_。19下图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为 2CH3OH3O 24KOH= 2K 2CO36H 2O(1)请回答图中甲、乙两池的名称。甲池是_装置，乙池是_装置。(2)请回答下列电极的名称：通入 CH3OH 的电极名称是_，B(石墨)电极的名称是_。(3)写出电极反应式：通入 O2的电极的电极反应式是_。A(Fe)电极的电极反应式为_。(4)乙池中反应的化学方程式为_。20下图中电极 a、b 分别为 Ag 电极和 Pt 电极，电极 c、d 都是石墨电极。通电
14、一段时间后，在 c、d 两极上共收集到 336 mL (标准状态)气体。回答：(1)直流电源中，M 为_极。(2)Pt 电极上生成的物质是_，其质量为_g。(3)电源输出的电子，其物质的量与电极 b、c、d 分别生成的物质的物质的量之比为2_。(4)AgNO3溶液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，硫酸的浓度_。21.用惰性电极电解 CuSO4溶液。若阴极上析出 Cu 的质量为 3.2 g，则阳极上产生气体在标准状况下的体积为_；室温下，若将电解后的溶液稀释至 1 L，则溶液中的 c(H )为_。122. 按如图装置进行实验，并回答下列问题判断装置的名称：A 池为 B 池为 铜极
15、为_极，电极反应式为 石墨棒 C1为_极，电极反应式为 石墨棒 C2附近发生的实验现象为 当 C2极析出 224mL 气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少） g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了） g 23. 用下图装置进行电解实验，图中a、b、c、d均为铂电极，供选择的4组电解质溶液如下表所列，要求满足的条件是：(1)工作一段时间后，甲杯中溶液的pH增大，乙杯中溶液的pH减小；(2)b、c两极放电离子的物质的量相等。填写以下空白：(1)应选择的电解质溶液是_ _组。(2)甲杯的电解方程式是_ _；乙杯的电解方程式是_ _。(3)当b极上析出7.1 g电解产物时，c极上的电解产物是_，其质量为_ g。电解Zn C2Cu C1A BCuSO4 溶液 KCl 酚酞溶液
