教师寄语:成功=艰苦的劳动+正确的方法+少说空话
第二节 电能转化为化学能
——电解
【考纲解读】
1.了解电解池的工作原理。
2.能写出电极反应式和电解反应的化学方程式。
【命题趋向】
1.电解池电极材料的选择,电解后电解质溶液pH变化。
2.电极反应式,阴阳极的放电顺序,转移电子数的计算 。
【学习方法】
采用复习提纲以学生自主归纳、练习为主,教师进行引导总结的启发式教学
【学习过程】
一、电解的原理和规律:
1.电解:
【例1】. 用碳棒作阳极,铁棒作阴极电解NaCl溶液设计一个电解池,画出简单装置图,写出电极反应式和电解反应的化学方程式。
[归纳总结1] 电解池的构成条件:
1、 2、 3、 4、
【变式训练1】. 下列有关电解池的说法不正确的是( )
A.电解时电子通过了电解质溶液.
B.电解池中阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动.
C.电解池中与电源正极相连的一极是阳极,发生氧化反应.
D.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程.
[归纳总结2] 电解池的工作原理:
电子的流向:电子从外加电源的 流出,流到电解池的 ,再从 流回电源 。(注:电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动)
离子定向移动的方向:阳离子移向 ,阴离子移向 。
【例2】.右图中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极板处有无色无味气体放出,符合这一情况的( )
[归纳总结3]电极反应,电解方程式的书写:
(1)电极上进行的 叫电极反应。
(2)阳极发生 反应,阴极发生 反应。
【合作探究1】.若改用铁棒作阳极,碳棒作阴极电解NaCl溶液电极反应式应如何书写?由此可得出什么结论?
【温馨提示】:电极产物的判断
(1)阳极产物的判断:
①如果是活性电极(除Au、Pt、石墨以外),电极材料失电子,电极被溶解,溶液中阴离子不能失电子。
②如果是惰性电极(Au、Pt、石墨),要根据阴离子放电顺序加以判断,阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->
(2)阴极产物的判断:
①直接根据阳离子放电顺序进行判断,即:
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
【例3】.完成下列溶液的电极反应和电解反应的化学方程式。 (以石墨为电极电解)
①H2SO4溶液,②NaOH溶液,③CuCl2溶液,④ CuSO4溶液
【合作探究2】用惰性电极电解质溶液的规律:
类型 |
电极反应特点 |
实例 |
电解对象 |
pH |
电解液复原 |
电解水型 |
阴极:4H++4e-→2H2↑ 阳极:4OH-→2H2O+O2↑+4e- |
NaOH |
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H2SO4 |
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Na2SO4 |
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分解电解质型 |
电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 |
HCl |
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CuCl2 |
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放H2生碱型 |
阴极:H2O放H2生碱 阳极:电解质阴离子放电 |
NaCl |
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放O2生酸型 |
阴极:电解质阳离子放电 阳极:H2O放O2生酸 |
CuSO4 |
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【变式训练2】用惰性电极电解下列溶液一段时间,再加入一定量的一种纯净物质(方括号内)后,假定产生的气体全部逸出,能使电解后的溶液与原来溶液的成分、浓度都相同的是( )
A.CuCl2[CuCl2] B.NaOH[NaOH] C.NaCl[HCl] D.CuSO4[Cu(OH)2]
[归纳总结4]有关电解的计算
(1)根据电子守恒法计算
(2)根据总反应式计算
(3)根据关系式计算
计算关系式: O2~2Cu~4Ag~4H+~2H2~2Cl2~4OH- ~4e-
【例4】用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状态),从而可知M 的相对原子量为( )
二、电解原理的应用:
1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气
【变式训练3】(2007上海)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是( )
B.铂片端作阴极,发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极,b点是正极