高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能——电解学案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学学案VIP免费

第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理1．理解电解原理及电解池的组成。(重点)2．了解电解规律及其应用。(难点)电解的原理教材整理1电解熔融氯化钠的实验1．实验装置2．实验现象通电后，在石墨片周围有气泡产生，在铁片上生成银白色金属。3．实验分析(1)熔融氯化钠中存在的微粒Na＋、Cl－。(2)通电后离子的运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极。(3)电极上发生的变化：铁电极：2Na＋＋2e－===2Na，石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑。4．实验结论熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了Na和Cl2。教材整理2电解原理1．基本概念(1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，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①定义：将电能转化为化学能的装置。②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质并构成闭合回路。(3)电极阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。2．电解池的工作原理用下列装置对X溶液进行电解问题思考：(1)若X为CuSO4，两电极上出现什么现象？解释原因。【提示】通电后在石墨电极上产生气泡。原因：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；铁电极上析出紫红色固体，原因：Cu2＋＋2e－===Cu。(2)若X为Mg(NO3)2，两电极上出现什么现象？解释原因。【提示】通电后在石墨电极上产生气泡，原因：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；铁电极上产生气泡，附近区域变浑浊，原因：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓1．电解反应两极产物的判断(1)阳极产物的判断①活性金属电极金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。②惰性电极(Pt、Au、C)阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－。(2)阴极产物的判断与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(H＋浓度较大时)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(H＋浓度较小时)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。2．电极反应式的书写(1)判断阴、阳极，并分析电极材料的性质，尤其是阳极材料。(2)分析电解质溶液中的离子类别，明确离子的来源及放电顺序。(3)写出阴、阳极的电极反应式，电极反应式的书写可概括为：①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水。题组1电解原理1．有关电解原理的说法正确的是()①电解是把电能转变成化学能②电解是把化学能转变成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤【解析】电解是在电流的作用下强制进行的氧化还原反应，电解质溶液导电的过程就是电解质溶液被电解的过程。【答案】D2．下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中，正确的是()A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相同【解析】在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而溶液中则靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极，从电源的负极流向电解池的阴极；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；不论如何，两极上转移的电子数总是相等的【答案】D题组2电解产物的判断3．用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是()A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2【解析】溶液中的离子有H＋、Cu2＋、Na＋及SO、NO、Cl－、OH－七种离子，得电子能力：Cu2＋＞H＋＞Na＋，失电子能力：Cl－＞OH－＞含氧酸根，所以电解初期阴极：Cu2＋＋2e－...