一. 教學內(nèi)容：電能轉(zhuǎn)化為能－電解

教學目的：

1、理解電解基本原理。

2、初步掌握電解電極反應式書寫及電解產(chǎn)物的判斷。

3、通過電解食鹽水的，進一步理解電解的基本原理，深化離子放電順序的應用。

4、了解電解精煉銅和電鍍的原理，會設計簡單的電鍍池。

二. 重點、難點：

電解的基本原理及離子的放電順序

三. 分析

（一）電解的原理

1、電解：在直流電的作用下，在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程叫電解。

2、電解池：

（1）定義：將電能轉(zhuǎn)化成化學能的裝置叫電解池。

（2）構成條件：由直流電源、固體電極材料、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)等組成。

（3）兩極的確定：

判斷

陽極

陰極

反應類型

氧化反應

還原反應

電子得失

失電子

得電子

電子流向

電子流出

電子流入

與直流電源的連接情況

與正極相連

與負極相連

3、電極反應和電池反應

電極上物質(zhì)的變化情況及電子的轉(zhuǎn)移情況用電極反應式來表明。

在電解池中，氧化反應和還原反應是在兩個電極上分別進行的，每個電極上只發(fā)生一個方向的電子轉(zhuǎn)移，相當于氧化還原反應的一半，稱為半反應。這種在電極上進行的半反應叫電極反應。電極反應有兩個，每個反應總是涉及同一元素兩種價態(tài)的物質(zhì)，一種處于較高價，另一種處于較低價，通常用單箭頭表示這種有確定電子流向的電極反應。

以石墨做電極電解熔融氯化鈉制備金屬鈉為例：

陽極：2Cl－→Cl2↑＋2e－

陰極：2Na＋＋2e－→2Na

電解總反應：2NaCl 2Na＋Cl2↑

4、離子的放電順序：

當電解質(zhì)溶液中存在多種陽離子或者多種陰離子時，電解質(zhì)溶液中各種離子在兩極上得失電子是有一定順序的，稱之為放電順序。在離子濃度相同時：

陰離子的還原性：S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>（SO42－、CO32?D、PO43－等）>F－

（二）電解原理的應用

電解原理應用于實際生產(chǎn)中，主要有工業(yè)上應用電解食鹽水溶液的方法制取燒堿、氫氣、氯氣；電解精練銅、電鍍等。

1、電解食鹽水制取燒堿和氯氣

（1）原理：

陽極：2Cl－→Cl2↑＋2e－

陰極：2H＋＋2e－→H2↑

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（2）產(chǎn)物檢驗：氯氣用濕潤的淀粉KI溶液檢驗；氫氣用收集后檢驗爆鳴聲的方法；堿液用酚酞試液。

2、電解精煉銅

用粗銅做陽極、精銅做陰極，含銅離子的水溶液做電解質(zhì)溶液電解。通電后，因為陽極主要成分是銅，故陽極的主要反應是：Cu→Cu2＋＋2e－，當銅表面出現(xiàn)活潑金屬（如鋅、鐵）時，活潑金屬優(yōu)先失電子進入溶液，此時由于其陽離子氧化性弱于銅離子，故不能在陰極析出，在陰極的反應是Cu2＋＋2e－→Cu；而當銅表面出現(xiàn)不活潑金屬（如金、鉑）時，該金屬不會優(yōu)先失電子，而當周圍銅反應完畢后，該金屬會落到陽極的底部沉積。這樣電解就可在陰極獲得純凈的銅，從而實現(xiàn)粗銅的電解精煉。

3、電鍍

（1）定義：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層金屬或合金的過程。

（2）構成條件：鍍層金屬做陽極，鍍件做陰極，鍍層金屬的陽離子形成的鹽溶液做電解質(zhì)溶液。

（3）結果：陽極質(zhì)量減輕，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液成分幾乎不變。

【典型例題】

例1. 下列關于電解池中形成的閉合回路的敘述正確的是（ ）

A、電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運動形成的

B、金屬導線中電子由電源的負極流向電解池的陽極，從電解池的陰極流向電源的正極

C、在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陰極移動，陽離子向陽極移動

D、相同時間內(nèi)陽離子在陰極得到的電子與陰離子在陽極失去的電子數(shù)相等

例2. 寫出下列電解池的電極反應式，并判斷是氧化反應還是還原反應：

答案：

陰極：4Ag＋＋4e－→4Ag（還原反應）

陰極：2H＋＋2e－→H2↑（還原反應）

例3. 在25℃時，將兩個鉑電極插入到一定量的飽和Na2SO4溶液中，通直流電電解并不斷攪拌，在開始較短的時間內(nèi)，測定當陰極收集到xg氣體的同時，溶液析出mg結晶水合物Na2SO4?10H2O，若保持溫度不變，則所剩溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是（ ）

C、71m/161（m＋18x）×100% D、71m/161（m＋36x）×100%

2H2↑＋O2↑，當陰極上得到xg氣體時，溶液中消耗水為9xg，電解后仍為飽和溶液，析出的晶體和消耗的水恰好構成飽和溶液，其質(zhì)量分數(shù)可表示為：142gm/322（m＋9x）×100%，化簡后可看出B選項符合題意。

點評：本題考查電解知識和飽和溶液知識。

例4. 在500ml 0.2mol/L的CuSO4溶液中插入兩個電極，通電電解（不考慮水的揮發(fā)）

（1）若兩極均為銅片，電解過程中CuSO4溶液的濃度________________（填“增大”或“減小”或“不變”）。

（2）若陽極為鋅，陰極為銅片，陽極反應式為：______________________。

（3）陽極為鋅，陰極為銅片，若不考慮H＋在陰極上放電，當電路中有0.04mol電子通過時，陰極電極反應式為__________________，陰極增重_____________。

答案：（1）不變（2）Zn→Zn2＋＋2e－（3）Cu2＋＋2e－→Cu；1.28g

1、用鉑電極電解下列溶液時，陰極和陽極上主要產(chǎn)物分別是H2和O2的是（ ）

C、酸性MgSO4溶液 D、AgNO3溶液

2、海水提鎂的最后一步是將氯化鎂電解制取鎂，下列有關該電解過程的敘述正確的是（ ）

B、陽極必須用惰性電極，陰極則可以用非惰性電極

D、電解氯化鎂的水溶液

3、許多金屬都可以通過電解的方法達到精煉的目的，下列有關該方法的敘述正確的是（ ）

B、陰極只要是導體即可，與精煉過程無關

D、在精煉過程中，電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生任何變化

A、鋅做陽極，鍍件做陰極，溶液含有Zn2＋

C、鐵做陽極，鍍件做陰極，溶液含有Fe2＋

5、用惰性電極分別電解下列物質(zhì)的水溶液，一段時間后，向剩余的電解質(zhì)溶液中加入適量的水能使溶液恢復到電解前的濃度的是（ ）

A、HCl B、NaOH C、Na2SO4 D、NaCl

7、用惰性電極分別電解下列物質(zhì)的水溶液，一段時間后陰極質(zhì)量增加，溶液pH下降的是（ ）

10、用惰性電極電解2L、1mol/L的CuSO4溶液，在電路中通過0.05mol電子后，調(diào)換正、負極。電路中又通過了1mol電子，此時溶液中H＋的濃度是（ ）

（3）以碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水量都減少進行電解，則電解質(zhì)是_________。

12、將濃度均為2mol/L AgNO3與Cu(NO3)2溶液各0.5L混合，以銅電極進行電解，一段時間后，陰極上有1.6g銅析出。

（2）溶液中c（Cu2＋）為________mol/L。

13、現(xiàn)在工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H2、Cl2、NaOH，請回答下列問題：

（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上發(fā)生的電極反應為____________________；

（2）電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等雜質(zhì)離子，使用的試劑有a：Na2CO3溶液，b：Ba（OH）2溶液，c：稀鹽酸，其合理的加入順序為________；

（3）如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，1min在陰極可產(chǎn)生標況下11.2L的H2，這時溶液中OH－的物質(zhì)的量濃度為__________；

（4）Cl2常用于自來水消毒殺菌，現(xiàn)有一種新型消毒劑ClO2，若它們在殺菌過程中的還原產(chǎn)物均為Cl－，消毒等量的自來水，所需的Cl2和ClO2的物質(zhì)的量之比為：__________。

三、計算題

（1）根據(jù)計算確定氧化物的名稱

1、AC 2、BC 3、A 4、A 5、BD

<p '>6、C 7、B 8、A 9、C 10、C

二、

11、（1）HCl、CuCl2；（2）H2SO4、Na2SO4；（3）NaCl、CuSO4

12、（1）1.05（2）1.5

13、（1）2Cl－→Cl2＋2e－ （2）bac （3）0.1mol/L （4）5：2

三、

14、（1）氧化銅 （2）0.2mol/L

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