高中化学电解原理（基础）知识讲解学案新人教版选修4

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1、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）与电源正极相连I阴离子移向-阳极-发生氧化反应阳离子移向-阴极-发生还原反应f与电源负极相连【高清课堂：电解原理#电解反应类型】要点

2、二、电解反应类型1.只有电解质参加的反应（电解CuCL溶液）CuCl2阳极：2C1_—2e~=Cl2t（氧化反应）阴极：Cu2+2e~=Cu（还原反应）巾解总反应：CuCl2^=Cu+Cl2t2.只有水参加的反应（电解稀硫酸）h2so4阳极：40H「-4e一二2H2O+O2阴极：2H^2e~=H2总反应：2山0^^2氏23.水和电解质均参加的反应（电解饱和食盐水）OH~fT-Cl-Na+_z阳极：2Cl-2e~=Cl2阴极:2II'+2e一二出NaCl中解总反应：2NaCl+2H20^^H24.电极参加的反应要点诠释：书写电极反

3、应式的步骤一般分为四步:阳极反应：Cu-2e一二Cu"阴极反应：2H-2e_=H2总反应：Cu+2H电解Cut比要点三、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I「和01厂，放电顺序中III0H一之后的离子一般不参与电极反应。例如：电解CuSOq(aq)的电极反应分析：如图所示：(1)看电极。石墨作阳极，Fc作阴极，所以两电极都不反应。(2)看离

4、子。阳离子放电顺序：Cu2+>II+,故Cu2++2e_=Cu阴离子放电顺序：0H~>S0i2-,故40H~-4e_=2H20+021总方程式为：巾巾2Cu2++2H20=^=2Cu+02t+4『或2CuS0i+2H20^^Cu+02t+2氏S0“(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：Fe+NiO2+2H2O?^^Fe(OH)2

5、4-Ni(OH)2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，WO?是正极B.蓄电池的电极可以浸入某屮酸性电解质溶液屮C.充电时,阴极上的电极反应为：Fe(0H)2+2e_=Fe+20H~D.放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动【答案】B、Do【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F/离子。由于负极一一Fe的附近聚集较多的F$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

6、(Fe,此时作为电解池的阴极)相连接，发生还原反应：Fe(0H)2+2e-=Fe+20H_oC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■+20H"=Fe(OH)2正极Ni0z+2e_+2H20=Ni(OH)2+20H_充电：阴极Fe(0II)2+2e_=Fe+20H_阳极Ni(0H)2-2e+20H~=Ni02+2H20可见反应是在碱性溶液中进行的，B不止确。举一反三：【变式1】右图为直流电源电解稀N/SOi水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分厂一―别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是()A.逸出

7、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0.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【答案】D【解析］Na2S0i=2Na++S0r,也0亍二屮+0茁,S0厂和0H移向b电极，Na一和F移向a电极，在b电极上:40H~-4e_=2H2O+O2f,在a电极上：4H++4J=2H2f,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I广放电，所以a电极附近的c(0H-)>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

8、。【高清课堂：电解原理#例3】【变式2】如下图装置，A、B屮电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的滤纸条上的钳夹；电源有冬b两极。/KOH溶液BK2若在A、B屮充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽屮。切断K”闭合&、金通直流电，贝L（1）标出电源的正、负极，8