4-3-1 電解池（第一課時(shí)）一、電解CuCl2溶液1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液在導(dǎo)電，形成閉合回路與負(fù)極相連的石墨棒上覆蓋了一層_析出_與正極相連的石墨棒上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，濕潤的碘化鉀淀粉試紙_產(chǎn)生了_2實(shí)驗(yàn)原理分析（1）通電前，Cu2+、H+、Cl以及OH在溶液中作_，通電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，這些離子改作_。即Cl、OH趨向_，Cu2+、H+趨向_。（2）兩個(gè)電極上的反應(yīng)和總反應(yīng)：陽極：_(_反應(yīng))；陰極：_(_反應(yīng))；總反應(yīng)：_。（3）結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的_過程。二、電解原理1電解 使電流通過_而在兩個(gè)電極上引起_的過程。2電解池（1）定義：將_轉(zhuǎn)化為_的裝置。（2）構(gòu)成：_電源；_溶液或熔融_；兩個(gè)電極：陽極：與電源_相連的電極，陰極：與電源_相連的電極；形成_。（3）電子流向：電子從電源的_極沿導(dǎo)線流入電解池的_極，經(jīng)過陰、陽離子定向運(yùn)動(dòng)形成的內(nèi)電路，再從電解池的_極流出，并沿導(dǎo)線流回電源的_極。一、1紅色物質(zhì) 金屬銅 變藍(lán) 氯氣 2（1）自由運(yùn)動(dòng) 定向運(yùn)動(dòng) 陽極 陰極（2）2Cl2eCl2 氧化 Cu2+2eCu 還原 CuCl2Cu+Cl2 （3） 電解二、1電解質(zhì)溶液 氧化還原反應(yīng) 2（1）電能 化學(xué)能 （2）直流 電解質(zhì) 電解質(zhì) 正極 負(fù)極 閉合回路 （3）負(fù)陰 陽 正一、電解池陰陽極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫1陰、陽極的判斷（1）由電源的正、負(fù)極判斷：與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極；與電源正極相連的是電解池的陽極。（2）由電極現(xiàn)象確定：通常情況下，在電解池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，則該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極；某一電極質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，則該電極發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極。（3）由反應(yīng)類型判斷：失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極；得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。2電解池中電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫陽極電子流出失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；陰極電子流入得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。以石墨電極電解CuCl2溶液為例：陽極：2Cl2eCl2(氧化反應(yīng))；陰極：Cu22eCu(還原反應(yīng))；總反應(yīng)：CuCl2CuCl2。注意啦：以惰性電極電解電解質(zhì)水溶液，除了要考慮電解質(zhì)溶液外，還要注意增加水電離的H和OH，并對(duì)離子分組排序，即陽離子放電順序和陰離子放電順序兩組。按照各組首先放電的離子書寫電極方程式，合并兩個(gè)電極反應(yīng)式得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問題：（1）判斷裝置的名稱：A池為_，B池為_。（2）銅極為_極，電極反應(yīng)式為_。（3）B裝置中，C1與C2均為石墨棒，石墨棒C1為_極，電極反應(yīng)式為_，石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_?！緟⒖即鸢浮浚?）原電池電解池（2）正Cu22e=Cu（3）陽2Cl2e=Cl2有無色氣體產(chǎn)生；附近溶液出現(xiàn)紅色【試題解析】左邊的裝置可以構(gòu)成一個(gè)原電池，那么右邊的裝置就是一個(gè)電解池。（1）判斷裝置的名稱：A池為原電池，B池為電解池。（2）銅比鋅的活潑性弱，所以銅做正極，Cu2在正極反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Cu2+2e=Cu。（3）C1接原電池的正極，作陽極，C2接原電池的負(fù)極做陰極。C1作陽極，陰離子在陽極放電，Cl的放電能力比OH強(qiáng)，故C1的電極反應(yīng)為：2Cl2eCl2；陽離子在C2放電，H的放電能力比K強(qiáng)，故C2的電極反應(yīng)為：2H 2e=H2，H放電后陰極附近的OH濃度增大，溶液顯堿性，溶液中滴有酚酞，那么溶液就會(huì)變紅，所以看到的現(xiàn)象有：有無色氣體產(chǎn)生；附近溶液出現(xiàn)紅色。二、電解產(chǎn)物的判斷1陽極產(chǎn)物的判斷若陽極由活性材料（除Pt、Au外的其他金屬）做成，則陽極反應(yīng)是陽極金屬失去電子而被氧化成陽離子的反應(yīng)；若陽極由C、Pt、Au等惰性材料做成，則陽極反應(yīng)是電解液中的陰離子在陽極失去電子被氧化的反應(yīng)。陰離子失去電子能力的大小順序?yàn)镾2IBrClOH含氧酸根離子。2陰極產(chǎn)物的判斷陰極反應(yīng)一般是溶液中的陽離子得到電子的還原反應(yīng)，陽離子得到電子能力的大小順序?yàn)锳g+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。陰、陽離子的放電順序不是絕對(duì)化的，放電情況與離子性質(zhì)、溶液濃度、電流強(qiáng)度和電極材料有關(guān)。在理解以上放電順序時(shí)要特別注意，如Pb2、Sn2、Fe2、Zn2在H濃度較小時(shí)放電能力排在H前面，在H濃度較大時(shí)放電能力排在H后面。Al3、Mg2、Na、Ca2、K只在熔融狀態(tài)下放電，而在水溶液里不放電。將含有KCl、CuBr2、Na2SO4三種物質(zhì)的水溶液（均為不飽和溶液）用鉑電極進(jìn)行電解，且電解時(shí)間足夠長(zhǎng)。有以下結(jié)論：溶液中幾乎沒有Br；電解質(zhì)溶液為無色；最終溶液顯堿性；K+、Na和的濃度幾乎沒有變化。正確的是（假設(shè)Cl2、Br2全部從溶液中逸出）AB僅CD均正確【解析】溶液中存在的陰離子有Cl、Br、OH，陽離子有K+、Cu2+、Na+、H+。用鉑電極電解足夠長(zhǎng)時(shí)間，陰離子首先放電的是Br，其次是Cl，最后是OH，在溶液中不放電；陽離子先放電的是Cu2+，其次是H+。所以先電解CuBr2，陽極逸出Br2，陰極析出Cu；當(dāng)CuBr2電解完畢時(shí)，繼續(xù)電解，相當(dāng)于電解HCl；當(dāng)Cl被耗盡時(shí)，繼續(xù)電解水。由于Cu2+轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，故電解質(zhì)溶液變?yōu)闊o色；Cl放電時(shí)，水電離出的H+放電，使溶液中的c(OH)c(H+)；又由于水別耗盡，故c(K+)、c(Na+)、c()會(huì)增大?！敬鸢浮緼三、用惰性電極作陽極電解酸、堿、鹽水溶液的規(guī)律物質(zhì)代表物參加電解的物質(zhì)陰極(區(qū))產(chǎn)物陽極(區(qū))產(chǎn)物溶液pH的變化酸含氧酸H2SO4、HNO3H2OH2O2減小無氧酸(除HF)HClHClH2Cl2增大堿強(qiáng)堿NaOH、KOHH2OH2O2增大鹽不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2CuCl2CuCl2增大(若考慮Cl2的溶解，則pH減小)活潑金屬的無氧酸鹽NaClNaCl、H2OH2、NaOHCl2減小不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4、AgNO3CuSO4、H2OAgNO3、H2OCu；AgO2、H2SO4O2、HNO3增大活潑金屬的含氧酸鹽K2SO4、NaNO3KNO3、Na2SO4H2OH2O2不變歸納：（1）電解含氧酸、強(qiáng)堿和活潑金屬含氧酸鹽的水溶液，實(shí)際上都是電解水，即：2H2O2H2+O2（2）電解無氧酸(HF除外)、不活潑金屬無氧酸的水溶液，就是電解溶質(zhì)本身。例如：2HClH2+Cl2；CuCl2 Cu+Cl2（3）電解活潑金屬無氧酸鹽溶液時(shí)，電解的總化學(xué)方程式的通式可表示為：溶質(zhì)+H2OH2+堿+鹵素單質(zhì)X2(或S)（4）電解不活潑金屬含氧酸鹽的溶液時(shí)，電解的總化學(xué)方程式的通式可表示為：溶質(zhì)+H2OO2+酸+金屬單質(zhì)（5）電解時(shí)，若只生成H2，pH增大。若只生成O2，則pH減小。若同時(shí)生成H2和O2，則分為三種情況：電解酸的溶液，pH減??；電解堿的溶液，pH增大；電解鹽的溶液，pH不變。用惰性電極電解CuCl2和NaCl的混合溶液，陰極和陽極上最先析出的物質(zhì)分別是AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2DCu和O2【答案】B【解析】移向陰極的離子有Cu2+和Na+，根據(jù)陰極放電順序可知Cu2+放電：Cu2+2eCu；移向陽極的離子為Cl和OH，根據(jù)陽極放電順序可知Cl放電：2Cl2eCl2，故陰極和陽極最先析出的物質(zhì)是Cu和Cl2。四、電解質(zhì)溶液的恢復(fù)解決電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀的問題，可以按照下面兩個(gè)步驟進(jìn)行：（1）首先確定電極產(chǎn)物，如果是活性電極（金屬活動(dòng)性順序中Ag以前的金屬），則電極材料失去電子，電極溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極，則應(yīng)按照陰、陽離子在溶液中的放電順序進(jìn)行判斷。（2）恢復(fù)電解質(zhì)溶液，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則。一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。如用惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)電解質(zhì)溶液，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3。但不能加入Cu(OH) 2，因Cu(OH)2能與生成的H2SO4反應(yīng)使水的量增加。加入物質(zhì)的物質(zhì)的量需根據(jù)電路中的電子守恒進(jìn)行計(jì)算。用惰性電極電解硫酸銅溶液，整個(gè)過程轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氣體總體積的關(guān)系如圖所示(氣體體積均在相同狀況下測(cè)定)。欲使溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，可向溶液中加入A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO3C0.1 mol Cu(OH)2D0.05 mol Cu2(OH)2CO3【答案】D【解析】根據(jù)圖像和電解原理，OP段電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，PQ段電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O2H2O2，所以溶液中應(yīng)加入CuO： 0.1 mol，H2O：0.05 mol，分析四個(gè)選項(xiàng)，加入0.05 mol Cu2(OH)2CO3合適。1下列有關(guān)電解池的說法正確的是A在電解池中與外接電源負(fù)極相連的電極是陽極B無論電解何種物質(zhì)，陽極上失電子數(shù)都與陰極上得電子數(shù)相等C電解氯化銅溶液時(shí)，在陰極上有氣體生成D電解NaCl、CuCl2兩種溶液，參加反應(yīng)的物質(zhì)是相同的2把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如圖所示平面圖)，經(jīng)過一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是A和附近 B和附近 C和附近 D和附近3電解CuCl2與NaCl的混合溶液，陰極上和陽極上最先析出的物質(zhì)為AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2 DCu和O24如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是Aa為負(fù)極，b為正極Ba為陽極，b為陰極C電解過程中，d電極質(zhì)量增加D電解過程中，氯離子濃度不變5用石墨作電極電解0.1 molL1的NaCl溶液，通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，相同條件下兩極收集的氣體體積之比為43，下列說法正確的是A在電解后的溶液中注入一定量的濃鹽酸可以使溶液恢復(fù)到電解前狀態(tài)B在電解后的溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯化氫氣體4.48 L，并注入0.2 mol水可以使溶液恢復(fù)到電解前狀態(tài)C陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量的D陽極產(chǎn)生的氣體的平均摩爾質(zhì)量為58 g/mol6碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液為電解液，在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：KI+3H2OKIO3+3H2。下列有關(guān)說法正確的是A電解時(shí)，石墨作陰極，不銹鋼作陽極 B電解時(shí)，陽極反應(yīng)是：I6e+3H2O+6H+C溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性，對(duì)生產(chǎn)有利 D電解過程中溶液的pH逐漸減小7電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池示意圖，裝有電解質(zhì)溶液c；A、B分別是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。（1）若A、B均是惰性電極，電解質(zhì)溶液c是NaCl飽和溶液，電解開始時(shí)，同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，試判斷：a是(填“正”或“負(fù)”)極，B是(填“陰”或“陽”)極；電解池中A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為，B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為；檢驗(yàn)A電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。（2）若用電解法精煉粗銅，電解質(zhì)溶液c選用CuSO4溶液，則A電極的材料是，電極反應(yīng)為；B電極的材料是，電極反應(yīng)為。（3）用惰性電極電解CuSO4溶液。若陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2 g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為；常溫下，若將電解后的溶液稀釋至1 L，則溶液的pH約為。1【答案】B【解析】與負(fù)極相連的是陰極。電解氯化銅時(shí)，陽極上有氯氣生成，陰極上有銅析出；電解NaCl溶液時(shí)，水參加了反應(yīng)，而電解CuCl2溶液時(shí)，水沒有參加反應(yīng)。2【答案】B【解析】左圖為電解池，F(xiàn)e為陽極，陽極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2；Zn為陰極，陰極反應(yīng)式為2H2e=H2，因此區(qū)域c(OH)變大，堿性增強(qiáng)使酚酞變紅；右圖為原電池，F(xiàn)e為正極，正極反應(yīng)式為2H2OO24e=4OH，因此區(qū)域c(OH)變大，堿性增強(qiáng)使酚酞變紅。3【答案】B【解析】溶液中Cu2、H、Na移向陰極，Cu2先放電得到Cu；Cl、OH移向陽極，Cl先放電得到Cl2。4【答案】C5【答案】D【解析】分析電解過程，陽極產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl2eCl2，陰極產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2+2OH，根據(jù)電子守恒可知，氯氣和氫氣的體積相等，若兩極收集的氣體體積之比為43，則說明發(fā)生了過度電解，假設(shè)電解過程中生成氯氣的物質(zhì)的量為a mol，則對(duì)應(yīng)生成的氫氣的物質(zhì)的量也為 a mol，之后電解氫氧化鈉溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，即陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，二者的物質(zhì)的量之比為12，故可分別設(shè)其為b mol和2b mol。根據(jù)題意得=，即b=。若要使電解后的溶液恢復(fù)至電解前狀態(tài)，則應(yīng)向溶液中通入2a mol氯化氫氣體并注入2b mol(或a mol)水，即當(dāng)n(HCl)n(H2O)=21時(shí)，才有可能使溶液恢復(fù)到電解前狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。按照n(HCl)n(H2O)=21配制所得到的鹽酸濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于濃鹽酸的濃度，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量是陰極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量的，C項(xiàng)錯(cuò)誤。陽極產(chǎn)生的氣體為a mol氯氣和 mol氧氣，則平均摩爾質(zhì)量為 g/mol =58 g/mol，D項(xiàng)正確。6【答案】B【解析】電解時(shí)I失電子生成，不銹鋼不能作陽極，A錯(cuò)誤；陽極I失電子生成，根據(jù)電子、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平，B正確；溶液如果調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性，I和在強(qiáng)酸性條件下會(huì)生成I2，對(duì)生產(chǎn)不利，C錯(cuò)誤；電解一段時(shí)間，pH不變，D錯(cuò)誤。7【答案】（1）正 陰2Cl2eCl2 2H+2eH2把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近，試紙變藍(lán)(其他合理答案也可)（2）粗銅 Cu2eCu2+ 精銅 Cu2+2eCu（3）0.56 L 1