专题4 电解池 第一课时

【要点扫描】

1.能够根据电解装置与直流电源的连接方式正确判断电解池的阴、阳极。

2.能根据溶液中存在的阴、阳离子在外电场的作用下定向移动以及电极材料，正确判断电解池的阳、阴极的电极反应

3.能够根据电极反应方程式，正确说明电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系。

4.理解可充电电池在放电和充电时正、负极和阴、阳极的相互关系。

【知识梳理】

一、电解池的结构

1、电解池的概念：

2.电解池的构造：

3、电解池阴、阳极的判断

4.原电池与电解池的比较

原电池 电解池

能量转换

装置构成

电极名称

电极反应

反应能否自发进行

二、电解原理

1、电解池中的氧化还原反应

阴极：

阳极：

2、溶液中离子放电规律：

电解质溶液通电后，溶液中离子的定向移动规律：

⑴ 用惰性电极进行电解

阴极：

阳极：

分享：上述离子放电的规律与 是一致的。

⑵ 用非惰性电极进行电解

阴极：

阳极：

分享：将⑴ ⑵两种情况对照， 放电的规律与电极材料无关，

而 一定在电极上先放电，因此 。

3、电极反应方程式和电解总方程式

练习1、写出用惰性电极电解CuCl2溶液的电极方程式和总反应方程式。

练习2、写出用Cu电极电解AgNO3溶液的电极反应和总反应方程式。

4、电解过程中电极区附近及溶液中的一些定性关系

练习3、将一张滤纸用滴有酚酞的NaCl溶液浸湿后置于表面皿上，然后在滤纸上放置石墨电极(如右图所示)，接通直流电源后，试分析滤纸上两电极周围溶液颜色有什么变化。

分享：通过此例，你认为应当如何认识电解过程中电极区附近及溶液的变化。

三、可充电电池

练习4、铅畜电池是现代生活中广泛使用的一种可充电电池，这种电池以Pb和PbO2为电极材料，电解液为硫酸，总反应方程式为：

PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 。请分析此电池的电极和工作原理。

【典例精析】

例1：⑴电解AgNO3溶液(惰性电极)

阳极：

阴极：

总反应式

⑵ 用Cu作阳极电解NaOH溶液

阳极：

阴极：

总反应式

解题体会：

例2：有甲、乙、丙三个串联的电解槽，如下图所示连接。其中电极C、D、E、F都为Pt片，电极G是Fe片，H是Cu片。甲池中电解液为饱和食盐水;乙池中电解液为稀硫酸;丙池中电解液为硫酸铜溶液。当接通电路一段时间后，现象如图所示。

⑴ A是 极，B是 极，

C是 极，D是 极。

⑵ 若向甲池中加入少许酚酞试液， 极附近显红色;若向甲池中加入少量淀粉碘化钾溶液， 极附近显蓝色。

⑶ G极上的现象是 ，

H极上的现象是 ，

丙池是 装置。

⑷ E极上发生 反应，电极反应式是 ;

F极上发生 反应，电极反应式是 。

解题体会：

例3：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

请分析此电池的电极和工作原理，并说明电池工作时电极周围溶液酸碱性的变化和溶液酸碱性的变化。

解题体会：

【反馈练习】

1.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃器皿中，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 ( )

A Ⅰ和Ⅲ附近 B Ⅰ和Ⅳ附近

C Ⅱ 和 Ⅲ附近 D Ⅱ 和 Ⅳ附近

2.右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是 ( ) A

a极板 b极板 x电极 Z溶液

A 锌 石墨 负极 CuSO4

B 石墨 石墨 负极 NaOH

C 银 铁 正极 AgNO3

D 铜 石墨 负极 CuCl2

3.用铂电极电解某溶液一段时间，该溶液浓度增大而pH减小，该溶液是 ( )

A NaOH B CuCl2 C H2SO4 D CuSO4

4.在盛饱和碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，恒温下通电一定时间后 ( )

A 溶液的pH值将增大

B 钠离子数和碳酸根离子数的比值将变小

C 溶液的浓度逐渐增大，有一定量晶体析出

D 溶液的浓度不变，有晶体析出

5.用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是( ) AD

A B C D

6.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是 ( )

A 电池工作时，锌失去电子

B 电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)

C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D 外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

7.右图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。

回答下列问题。

⑴ 电源的X极是 极。

⑵ 若左侧烧杯中也为惰性电极，溶液发生的电极反应为：

、

总反应式为 。

⑶ 若将右侧溶液倒入另一空烧杯中，充分搅拌后，溶液呈 色。

此时左侧烧杯中溶液呈 性。

8.下图中A～F均为中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下：

(1)若反应①和②不需要特定的反应条件就能进行，则A物质的化学式可能 __;

(2)若反应①和②需要在一定条件下才能进行，则C与D反应的化学反应方程式为

_____________ _ __;

(3)C与D的稀溶液不反应，但若通入B气体，在加热条件下可以反应生成A溶液。

试写出这一反应的化学方程式_______________ _________。

9.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a;X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。

② Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。

(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则

① X电极的材料是 ，电极反应式为 。

② Y电极的材料是 ，电极反应式为 。

10.柯尔贝反应是2RCOOK+H2O R-R+H2+2CO2+2KOH ( R-代表烃基 )。

请根据电解原理说明四种产物分别主要出现在电解池的电极区域。

11.由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

⑴ a电极材料_______，其电极反应式为_____________________。

⑵ 电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A. 纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液

⑶ 液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

⑷ 若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________。

12.X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：

① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物;

② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。

请回答：

⑴ Z2Y的化学式是 。

⑵ Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。

⑶ 如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：

C(Ⅰ)的电极名称是 (填写正极或负极);

C(Ⅱ)的电极反应式是 。

⑷ 铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可

逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。

电解池 第一课时 参考答案

【典例精析】

例1：略

例2：⑴ 负 正 阴 阳

⑵ C D

⑶ 有红色固体析出 铜棒逐渐变细 电镀

⑷ 还原 4H++4e- =2H2 氧化 4OH--4e-=2H2O+O2

例3：略

【反馈练习】

1.B 2.A 3.C 4.D 5.AD 6.C

7.⑴ 正 电源的X极是 极。

⑵ 阴极 2Cu2++4e-=2Cu

阳极4OH--4e-=2H2O+O2

2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4

⑶ 红 酸

8.(1) Cu(NO3)2 或AgNO3

(2)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O

(3)2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O

9.⑴ ① 2H++2e-==H2 放出气体，溶液变红

② 2Cl-2e-==Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色

⑵ ①纯铜 Cu2++2e-==Cu ②粗铜 Cu-2e-==Cu2+

10.阴极产物为 ：H2 和 KOH

阳极产的为 ： R-R和2CO2

11.⑴ Fe，Fe-2e=Fe2+

⑵ C;B

⑶ 隔绝空气，防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气

⑷ 白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色

12.⑴ Na2O

⑵ 2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2

⑶ 负极 Cl2 + 2e== 2Cl-

⑷ Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O