高中化学 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 第3课时 电解池的工作原理及应用学案 苏教版选修4-苏教版高二选修4化学学案VIP免费

第3课时电解池的工作原理及应用学习目标：1.了解电解池的结构，理解电解原理。能够正确书写电极反应式和总反应式。(重点)2.了解电解熔融氯化钠、电解饱和食盐水、电镀等电解原理的应用。(重点)3.掌握电解原理的有关计算。(难点)[自主预习·探新知]1．熔融氯化钠的电解(1)实验现象：通电后，在阳极周围有气泡产生，在阴极上生成银白色金属。(2)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：阳离子Na＋(填离子符号)移向阴极；阴离子Cl－(填离子符号)移向阳极。③电极上发生的变化：阴极：2Na＋＋2e－===2Na，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)实验结论：熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化，分解生成了钠和氯气。微点拨：工业上活泼金属的制备通常用电解法。如NaCl(熔融)――→Na，MgCl2(熔融)――→Mg，Al2O3(熔融)――→Al。2．电解池的基本概念(1)电解在直流电的作用下，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组成：直流电源，固体电极材料，电解质溶液或熔融电解质，构成闭合回路。(3)电极及电极反应阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。3．电解CuCl2溶液装置现象反应阴极有红色物质析出Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)阳极有黄绿色气体生成2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)电池总反应CuCl2=====Cu＋Cl2↑微点拨：电解CuCl2溶液时，Cl－、OH－向阳极移动，还原性强的Cl－优先失去电子发生氧化反应；Cu2＋、H＋向阴极移动，氧化性强的Cu2＋优先得到电子发生还原反应。4．电解饱和食盐水——氯碱工业的基础(1)装置(2)现象阳极上有黄绿色气体产生；阴极上有无色气体产生，阴极附近溶液变红色。(3)原理分析及电极反应电解时，Cl－、OH－移向阳极，H＋、Na＋移向阴极。①阳极离子放电顺序：Cl－>OH－，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)②阴极离子放电顺序H＋>Na＋，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。③电池反应化学方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，离子方程式：2Cl－＋2H2O=====2OH－＋H2↑＋Cl2↑。微点拨：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH反应影响烧碱质量。5．电镀(1)定义：应用电解原理在某些金属或非金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。(2)目的：①增强材料的抗腐蚀能力；②美观或增加表面硬度。(3)电镀池构成如：在餐具上镀银时，餐具作阴极，银作阳极，含有银离子的溶液作电解液。发生的反应如下：阴极：Ag＋＋e－===Ag(还原反应)。阳极：Ag－e－===Ag＋(氧化反应)。微点拨：电镀过程中电镀液浓度基本不变。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)电解池中阳离子向阳极移动。()(2)惰性电极电解饱和食盐水时，能使酚酞溶液变红的是阳极。()(3)在镀件上电镀铜时，可用铜作阳极，镀件作阴极。()(4)工业上用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝。()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中a、b为直流电源的两极，c、d为石墨电极。则以下有关此电解池的判断正确的是()【导学号：73702053】A．a为负极，b为正极B．a为阳极，b为阴极C．电解过程中，d电极质量增加D．电解过程中，氯离子浓度保持不变C[依据电流的方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。d极上的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，c极上的电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中的Cl－浓度减小。]3．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下电镀方案中正确的是()A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含Fe2＋B．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含Zn2＋C．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含Fe3＋D．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含Zn2＋D[在电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属阳离子的溶液作电解质溶液。][合作探究·攻重难]电解时电极产物的判断如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。[思考交流]1．怎样确定装置中电源的正极、负极？【提示】b极附近变蓝色，说明在b...