高中化学 电解原理（提高）知识讲解学案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学学案VIP免费

电解原理【学习目标】1、了解电解池的工作原理；2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法。【要点梳理】要点一、电解原理1．定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。2．装置特点：电能转化为化学能。3．形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。4．阴阳极的判断及反应原理（以电解熔融NaCl、CuCl2溶液为例）【高清课堂：电解原理#电解反应类型】要点二、电解反应类型1．只有电解质参加的反应（电解CuCl2溶液）阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反应）阴极：Cu2++2e－＝Cu（还原反应）总反应：CuCl2Cu+Cl2↑2．只有水参加的反应（电解稀硫酸）阳极：4OH--4e－=2H2O+O2阴极：2H++2e－=H2总反应：2H2O2H2+O23．水和电解质均参加的反应（电解饱和食盐水）阳极：2Cl--2e－=Cl2阴极：2H++2e－=H2总反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH4．电极参加的反应阳极反应：Cu-2e－=Cu2+阴极反应：2H+-2e－=H2总反应：Cu+2H+Cu2++H2要点三、电解时电极反应式的书写1．看电极。主要是看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化发生氧化反应。阴极一般不参与电极反应。2．看离子。搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子，根据放电顺序书写电极反应式。3．水溶液中始终有H+和OH－，放电顺序中H+、OH－之后的离子一般不参与电极反应。例如：电解CuSO4（aq）的电极反应分析：如图所示：（1）看电极。石墨作阳极，Fe作阴极，所以两电极都不反应。（2）看离子。阳离子放电顺序：Cu2+＞H+，故Cu2++2e－＝Cu阴离子放电顺序：OH－＞SO42－，故4OH－－4e－＝2H2O+O2↑总方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+或2CuSO4+2H2OCu+O2↑+2H2SO4要点诠释：书写电极反应式的步骤一般分为四步：（1）列物质、标得失；（2）选离子、配电荷；（3）配个数、巧用水；（4）两式加、验总式。【典型例题】类型一、电化学中电极及电极反应的判断例1蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是：A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C．充电时，阴极上的电极反应为：Fe(OH)2+2e－=Fe+2OH－D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动【答案】B、D。【解析】蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属，A正确。放电时，Fe是原电池的负极，Fe失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极——Fe的附近聚集较多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接，发生还原反应：Fe(OH)2+2e－=Fe+2OH－。C正确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是：放电：负极Fe-2e－+2OH－=Fe(OH)2正极NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-充电：阴极Fe(OH)2+2e－=Fe+2OH－阳极Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O可见反应是在碱性溶液中进行的，B不正确。举一反三：【变式1】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是()A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B．电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【答案】D【解析】Na2SO4＝2Na＋＋SO42－，H2OH＋＋OH－，SO42－和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极上：4OH－-4e－＝2H2O＋O2↑，在a电极上：4H＋＋4e－＝2H2↑，所以a电极产生的气体体积大于b电极；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊试液a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色。【高清课堂：电解原理#例3】【变式2】如下图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K1，闭合K2、K3通直流电，则：（1）标出电源的正、负极，a为______极，b为_____极...