2014-2015学年高中化学同步讲练：1.2.1 电解的原理2(鲁科版选修4).doc

第2节　电能转化为化学能——电解 第1课时　电解的原理 [学习目标定位]　会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式，熟悉电解规律和电解产物的判断方法。 1．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表： 组别 微粒 性质 强弱顺序第1组 ①Zn2＋、②Na＋、③Cu2＋、④H＋ 氧化性 ③④①② 第2组 ①Cu、②Fe、③OH－、④Cl－ 还原性 ②①④③ 2.判断下列说法的正误 (1)金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动(√) (2)电解质是在熔融或溶于水时能够导电的物质(×) (3)金属导电是物理变化，电解质溶液导电是化学变化(√) (4)硫酸铜溶于水后，能发生电离产生自由移动的Cu2＋和SO(√) (5)氯化钠溶液中只存在Na＋和Cl－(×) 3．右图为电解水的实验装置图。根据图示回答下列问题： (1)A端为电源的正极，C试管中收集到的气体是O2，D试管中收集到的气体是H2。 (2)写出电解水的化学方程式：2H2O2H2↑＋O2↑。 探究点一　电解的原理 1．右图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。 (1)通电前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒的运动状态是自由移动。 (2)通电后离子运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的变化是①铁电极：2Na＋＋2e－2Na；②石墨电极：2Cl－－2e－Cl2↑。 (3)由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。 2．电解和电解池 (1)电解是使直流电通过电解质溶液或熔融电解质而在两个电极上引起氧化还原反应的过程。 (2)电解池是将电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 [归纳总结] (1)电解池的工作原理示意图 (2)电解质导电的过程就是电解质的电解过程。 [活学活用] 1．下列关于电解池的叙述中，正确的是(　　) A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的 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等 答案　D 探究点二　酸、碱、盐溶液的电解规律 1．按右图所示装置完成CuCl2溶液的电解实验： (1)实验过程中观察到的现象是： ①检流计指针发生偏转； ②与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质； ③与正极相连的a极一侧有有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 (2)实验结论是电解质CuCl2溶液在导电过程中有金属铜析出，并产生了氯气。 (3)实验原理分析 ①氯化铜溶液中的电离过程有CuCl2Cu2＋＋2Cl－，H2OH＋＋OH－；溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－。通电前，这些离子在溶液中做自由运动。 ②通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，即Cl－、OH－趋向a极，Cu2＋、H＋趋向b极。 ③a极电极反应式是2Cl－－2e－Cl2↑，b极电极反应式是Cu2＋＋2e－Cu，总反应式是CuCl2Cu＋Cl2↑。 2．有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SO、OH－。用惰性电极电解时，移向阳极的是②，放电先后顺序是I－Cl－OH－SO；移向阴极的是①，放电先后顺序是Ag＋Cu2＋H＋Na＋。 3．用惰性电极电解下列酸、碱、盐电解质溶液：①H2SO4；②HCl；③NaOH；④Na2SO4；⑤CuCl2；⑥NaCl；⑦CuSO4。回答下列问题： (1)阴极反应式与①相同的有②③④⑥，其电极反应式是2H＋＋2e－H2↑；与⑤相同的有⑦，其电极反应式是Cu2＋＋2e－Cu。 (2)阳极反应式与①相同的有③④⑦，其电极反应式是4OH－－4e－O2↑＋2H2O；与②相同的有⑤⑥，其电极反应式是2Cl－－2e－Cl2↑。 (3)写出下列电解的化学方程式 ③2H2O2H2↑＋O2↑； ⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； ⑦2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。 (4)只水发生电解的是①③④，只电解质本身发生电解的是②⑤，电解质和水都发生电解的是⑥⑦。 (5)电解后溶液的pH显著增大的是②③⑥，减小的是①⑦，