人教高中化学第5讲 电解原理及应用（教案）.doc

第5课时　必备知识——电解原理及应用
知识清单
[基本规律]①电解池的工作原理；②利用惰性电极电解电解质溶液的规律；③电解质溶液的复原规律
[重要应用]①电解饱和食盐水；②电镀；③电冶金
知识点1　电解池的构成及工作原理
1．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。
2．电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(以电解CuCl2溶液为例)
电解总反应的离子方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。
(2)电极名称的判断
①阴极：与电源负极相连，得到电子，发生还原反应。
②阳极：与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。
金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
(3)电子和离子的移动方向
①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的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。
电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液，简单概括为“电子不下水，离子不上线”。
(4)电解池的工作原理图解
3.电解池中电极反应式的书写
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。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
4.利用惰性电极电解电解质溶液的四种类型
类型
电解质
(水溶液)
电极反应式
总化学
(或离子)方程式
电解质
溶液浓度
溶液
pH
电解质
溶液复原
电解
水型
含氧酸
(如H2SO4)
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
2H2OO2↑＋2H2↑
增大
减小
加H2O
强碱
(如NaOH)
阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
2H2OO2↑＋2H2↑
增大
增大
加H2O
活泼金属的含
氧酸盐(如KNO3、
Na2SO4)
阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
2H2OO2↑＋2H2↑
增大
不变
加H2O
电解
电解
质型
无氧酸(如HCl，除HF外)
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
2HClCl2↑＋H2↑
减小
增大
通入HCl
气体
不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2，***化物除外)
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
CuCl2_Cu＋Cl2↑
减小
—
加CuCl2
放H2
生碱型
活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
生成新
电解质
增大
通入HCl
气体
放O2
生酸型
不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu
2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
生成新
电解质
减小
加CuO
或CuCO3
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程，是化学变化(√)
(2)直流电源跟电解池的电极连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×)
(3)电解时，溶液中阴离子一定在阳极发生氧化反应(×)
(4)电解时，电解质溶液中阳离子移向阳极，阴离子移向阴极(×)
(5)电解时，经过溶液的电子与电路中电子数目相同(×)
(6)(2020.7·浙江选考)电解MgCl2水溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑(×)
[通关2] (2021·宁夏青铜峡检测)Cu2O是一种半导体材料，制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)
A．铜电极发生还原反应
B．石墨电极上产生氢气
C．铜电