电解池教案.docx
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电解池教案
电解池
适用学科
化学
适用年级
高二
适用区域
人教版
课时时长（分钟）
60
知识点
1.电解池的概念
2.电解池的形成条件
3.电解池的工作原理
4.电极反应式的书写
教学目标
了解电解池的概念
掌握电解池的形成条件
掌握电解池的工作原理、电极反应式的书写
教学重点
电解池的形成条件
电解池的工作原理、电极反应式的书写
教学难点
电解池的工作原理、电极反应式的书写
教学过程
一、复习预习
1.复习原电池原理及其应用等内容
2.预习电解池的概念及构成电解池的条件
3.探究电解池的工作原理
二、知识讲解
本节课主要了解电解池的概念，掌握电解池的形成条件，掌握电解池的工作原理
考点1：
电解池的概念及其工作原理
（一）电解池的概念
1.电解池——将电能转化为化学能的装置
2.电解——使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程
（二）电解池的形成条件
①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中
②两极连接直流电源
形成闭合回路
（三）电解池的工作原理：
电解池的电路工作原理：
1.阴极上——电子从外接直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，电解池中的阳离子移向阴极，并在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；
2.阳极上——电解池中的阴离子移向阳极，并在阳极上失去电子（或活泼阳极失去电子）而被氧化，发生氧化反应，失去的电子经导线向外接直流电源的正极流入。
3．电解池的电极和电极反应：
阳极：
失去电子，发生氧化反应
阴极：
得到电子，发生还原反应
考点2：
电极反应式的书写
1.先查电极电极材料，并确定电解池中的离子种类
如用惰性电极电解CuSO4溶液：
溶液中：
CuSO4=Cu2++SO42—；H2O
H++OH-。
溶液中存在Cu2+、H+、OH—、SO42—共4种离子。
2.根据阴离子（或阳离子）的放电顺序确定优先发生氧化（或还原）反应的离子（或其它物质）。
惰性电极为惰性材料，不参加反应，因此在电极上的放电顺序为：
阴极上的放电（还原）能力：
Cu2+＞H+ 即Cu2+先放电生成Cu
阳极上的放电（氧化）能力：
OH—＞SO42—，即OH—先放电生成O2
所以电极反应式：
阴极：
2Cu2++4e—=2Cu
阳极：
4OH-－4e—＝2H2O+O2↑
溶液中余下的H+和SO42—结合成新物质H2SO4。
3.由电极反应产物来确定电解方程式中的反应物，并写出电解方程式
如上述反应中产物是Cu、O2和H2SO4，则由原子守恒知，反应物为CuSO4和H2O，因此用惰性电极电解CuSO4溶液的电解方程式为：
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
4.电极上的放电顺序规律
⑴阳极放电顺序
活性电极＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH—＞含氧酸根（NO3－,SO42－等）＞F—
⑵阴极放电顺序
Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Mg2+
一般惰性电极不发生氧化反应，常见的惰性电极有：
石墨（或碳棒）、铂（Pt）电极等
三、例题精析
例1下列关于电化学的叙述中，不正确的是
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
B．原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应
C．电解饱和食盐水制H2、Cl2、NaOH时，可用铜作阴极，碳棒作阳极
D．用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极
【答案】B
【解析】原电池的负极上，失电子，发生氧化反应，电子从负极流出，经导线，流向正极，正极上得电子，发生还原反应；电解池中的阳极失电子发生氧化反应，而阴极得电子发生还原反应，A、D选项正确不合题意；C选项中，溶液中H+离子在阴极上得电子，发生还原反应生成H2，阳极碳棒为惰性电极，所以Cl-失电子，发生氧化反应生成Cl2，则C正确不合题意；故答案为B
例2.如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是
A．4>2>1>3B．2>1>3>4C．4>2>3>1D．3>2>4>1
【答案】A
【解析】图1中，铁直接被腐蚀，而图2中，铁比锡活泼，形成原电池时，铁作负极，被腐蚀加快，因此比图1的快；图3中形成的原电池，铁为正极，受到负极锌的保护，因此被腐蚀比图1的慢，图4，铁作阳极，发生氧化反应，被腐蚀得最快，故选A。
例3.金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：
氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋） （ ）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：
Ni2＋＋2e－=Ni
B．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Pt
【答案】C
【解析】A选项，阳极发生氧化反应，应失电子，则A错误。
B选项错误，溶液中还存在Ni2＋。
C选项正确，溶液中的Fe2＋和Zn2＋以及单质Pt、Cu都来自于阳极，故阳极质量的减少量大于阴极质量的增加量。
D选项错误，阳极泥应有Pt、Cu两种物质。
四、课堂运用
【基础】
1.某电解池中盛有CuCl2溶液，插入电极进行电解，若达到下列要示：
①一电极质量减轻，
另一电极质量增加；②电解质的组成不变。
则应选用的电极是（）
A．阳极铁、阴极铁B．阳极石墨、阴极铜
C．阳极铁、阴极铜D．阳极铜、阴极铁
2.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
2
D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
1
3.如右图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（）
A.a为负极，b为正极
B.a为阳极，b为阴极
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，氯离子浓度不变
4.用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是（）
①CuSO4②BaCl2③AgNO3④H2SO4
A.①②B.①③C.①④D.②④
5.如右图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 （）
A.P是电源的正极
B.F极上发生的反应为：
4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应
D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变
【巩固】
1．用铂电极（惰性）电解下列溶液时,阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是：
（）
A.稀NaOH和Na2SO4的混合液B.Na2SO3和NaCl的混合溶液
C.MgSO4和H2SO4的混合液D.AgNO3与HNO3的混合液
2.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。
下列说法正确的是（）
A.a是阴极，b是阳极B.X是负极，Y是正极
C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小D.CuSO4溶液的PH值不变
3.电解CuSO4溶液时,若要求达到如下三点要求:
①阳极质量减小;阴极质量增大;②电解液中c（Cu2+）不变,则可选用的电极是：
（）
A.纯铜作阳极,含Zn、Ag的铜合金作阴极B.含Zn、Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极
C.用纯铁作阳极,用纯铜作阴极D.用石墨作阳极,用惰性电极（Pt）作阴极
4.有水存在时LiCl受热水解,且LiOH易分解,现将LiCl水溶液蒸干并灼烧后,再熔化帮惰性电极进行电解。
下列有关电极产物的判断正确的是
A.阳极产生H2B.阳极产生O2
C.阴产生Li和H2D.阴极只产生H2
5.从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五种离子中选择恰当的离子组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是。
（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是。
（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水质量都减少，进行电解，则电解质是。
6.用石墨作电极电解下列溶液①稀H2SO4 ②K2SO4溶液③CuCl2溶液 ④CuSO4溶液⑤KOH溶液
（1）阴极、阳极都有气体产生，且体积比（相同条件下）为2∶1的是（填序号）
，其阳极的电极反应式都是 ，
阴极的电极反应式都是 ，总反应的化学方程式都是
。
（2）阴极、阳极都有气体产生，其中溶液pH变小的是 ，pH变大的是 。
（填序号）
（3）一个电极析出金属，一个电极逸出气体，且溶液pH明显减小的是 （填序号），其总反应的化学方程式是 。
【拔高】
1.为使反应：
Cu＋2H2O＝Cu（OH）2＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是（ ）
A．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
B．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片、石墨、氯化钠溶液、导线等组成原电池
2.某电解池内盛有Cu（NO3）2溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：
（1）阳极质量不变；
（2）阴极质量增加；（3）电解液pH减小，则应选用的电极是（）
A．阴、阳两极都用石墨B．铜作阳极铁作阴极
C．铁作阳极铜作阴极D．铂作阳极铜作阴极
3.1LNa2SO4和CuSO4的混合液中，c（SO42-）=2mol·L-1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中c（Na+）为（）
A．0.5mol·L-1B．1mol·L-1C．1.5mol·L-1D．2mol·L-1
4.如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附近分别滴加一滴石蕊溶液。
下列实验现象中错误的是
A．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
C．逸出气体的体积，a电极的大于b电极的D．a、b两电极都逸出无色无味气体
5.如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。
则以下说法正确的是
A．电源B极是正极
B．（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为1:
2:
2:
2
C．欲用（丙）装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D．装置（丁）中X极附近红褐色不变
6.镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为
KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd（OH）2+2Ni（OH）2
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e—+OH-="="NiOOH+H2O
B．电池充电时，电池正极和电源的负极连接。
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
7.图装置中，
（1）当A键断开，B、C闭合时，甲
为池，乙为池；
（2）当A、C两键断开时，乙中铁极
增重1.6g，则被氧化的铁有g；
（3）将乙中两极都换成石墨，硫酸铜溶液
换H2SO4后断开B、C两键，闭合A
键，则甲为池，乙为池，
当甲中锌极减轻6.5g时，乙中共放出气体mL（标况）。
8.如图：
通电5min后，电极5质量
增加2.16g，试回答：
（1）电源：
a为极，C池为池
A池电极反应：
，
。
C池电极反应：
，
。
（2）若B槽中共收集到224mL气体（标况），
且溶液体积为200mL（设电解过程中溶ABC
液体积不变），则通电前溶液中的Cu2+物
质的量浓度为。
（3）若A池溶液体积为200mL，且电解过程中溶液体积不变，则电解后，溶液pH为。
9.某课外活动小组同学用如图Ⅰ装置进行实验，试回答下列问题。
图I 图II
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为__________________________________。
（2）若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为
_______ _____________________ ______；
有关上述实验，下列说法正确的是（填序号）_____________。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子
（3）该小组同学模仿工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，设想用如图Ⅱ装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽工作时，通过阴离子交换膜的离子数_______（填“大于”“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_____ ________。
（4）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为 。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。
一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：
3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）
4SiHCl3（g）
达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于图Ⅱ离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗硫酸钾质量为 kg。
【参考答案】
【基础】
1.D2.D3.C4.B5.B
【巩固】
1.AC2.C3.A4.B
5.
（1）HCl、CuCl2
（2）H2SO4、Na2SO4（3）CuSO4、NaCl
6.
（1）①②⑤ 4OH－-4e－
2H2O+O2↑ 4H++4e－
2H2↑（或2H++2e－
H2↑）
2H2O
2H2↑+O2↑
（2）① ⑤
（3）④ 2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑
【拔高】
1.C2.AD3.D4.A5.B6.A
7.
（1）原电，原电
（2）1.4（11.2）（3）原电；电解；3360
8.
（1）负电解
A：
阳极：
2Cl—2e-＝Cl2↑阴极：
2H++2e＝H2↑
C：
阳极：
Cu-2e-＝Cu2+阴极：
2Ag++2e-＝2Ag
（2）0.025mol·L-1
（3）13
9.
（1）Fe-2e—=Fe2+
（2）2Cl—+2H2O="=="H2↑+Cl2↑+2OH— BD
（3）小于 由于氢离子在阴极放电，促进了水的电离，导致溶液中OH-浓度增大（3分）
（4）SiCl4+2H2+O2
SiO2+4HCl 0.522
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