第三節(jié) 電解池學案
學習目標：
1、理解電解的基本原理，初步掌握一般電解反應產(chǎn)物的判斷方法；
2、掌握電解、電解池及形成條；
3、了解銅的電解精煉和電鍍銅的原理，了解氯堿工業(yè)反應原理，能正確書寫電極反應式和電解的總化學方程式；
4、通過對比、分析明確原電池與電解池的區(qū)別和聯(lián)系。
學習重點：電解原理氯堿工業(yè)反應原理
學習難點：離子放電實質
學習過程：
一、電解原理
1、試驗探究
如圖所示：與電正極相連的電極叫 極，
與電負極相連的電極叫 極。
若燒杯中的液體為CuCl2溶液，合上電開關，
能否看到小燈泡發(fā)光？ 。
給CuCl2溶液通電時現(xiàn)象：
陰極上 ，
經(jīng)檢驗該物質是 。
陽極上： ，
經(jīng)檢驗該物質是 。
兩支電極上發(fā)生的反應為：
陽極： 。反應類型： 反應。
陰極： 。反應類型： 反應。
總反應式： 。
過程分析：CuCl2溶液能導電是因為存在 ，通電后這些自由移動的離子，在電場作用下作 移動，根據(jù) 相互吸引的原理，帶負電的氯離子向 極移動，在陽極，氯離子失去電子被 為氯原子，并兩兩結合成氯分子，從陽極放出，帶正電的銅離子向 極移動，在陰極銅離子獲得電子被 成銅原子，覆蓋在陰極上。
2、電解：使電流通過 溶液而在陰、陽兩極引起 的過程。
所用電流一般為直流電還是交流電較好？ ！該過程中 能轉化為 能！ 這是一個物理過程還是一個化學過程？ 過程！顯然：電解質溶液的導電過程就是 的過程。
3、電解池：將 能轉化為 能的裝置。
構成電解池的條：
① ②
③ ④
判斷下列裝置是否屬于電解池：

4、原電池與電解池的比較
裝置類別原電池電解池

舉例（圖）

電極名稱
反應類型
能量轉變
反應是否自發(fā)進行
在CuCl2的電解池裝置中，電子流動方向從電的 極沿著導線到達 極，從 極沿著導線回到電的 極。
在溶液中電子有沒有從陰極直接到達陽極呢？ 。溶液中的 在電場作用下到達陰極，得到從電負極流出的電子；溶液中的 在電場作用下到達陽極，失去了電子流向電的正極。就是說：在電解質溶液中依靠 的定向移動而形成閉合回路的。
對CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－兩種離子呢？ 。水電離出少量的H＋和OH－－在電場作用下是否也要做定向移動呢？ 。通電時，溶液中的
兩種離子都要向陰極移動， 都要向陽極移動。
5、放電順序
陰極上：
由于陰極上要 電子，不管陰極是金屬還是石墨，此時都不能得電子，因此只能是溶液中的 得電子。陽離子氧化性越強就越 得電子。
因此陰極上氧化性強的離子 得電子。
金屬越不活潑，對應陽離子氧化性越 ，越 得電子。
由此根據(jù)金屬活動順序表，分析下列離子得電子能力的強弱：
金屬活動順序表
Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…
嚴格講：離子的放電能力與其濃度也有一定的關系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放電能力 > 。但在中學范圍內一般不考慮上述金屬離子濃度對其放電能力的影響。
、 、 、 、 、 等活潑金屬陽離子在水溶液中電解時不得電子。
小結：質量增加，或有氫氣產(chǎn)生的電極一定是 極。
陽極上：
電解池中陽極上要 電子，而 與溶液中的 都可失電子，因此陽極上的電極反應與 有關。由于一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬做陽極，電解時陽極上是 失去電子。而陽極如果用石墨或金屬鉑（Pt）等難失電子的物質做惰性電極時，則是溶液中 失去電子。陰離子還原性越強就越 失去電子。根據(jù)非金屬性的強弱，分析下列離子失電子能力的強弱：
S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或堿） 最高價含氧酸根離子 F－。
從CuCl2溶液的電解產(chǎn)物可知： 的失電子能力比 強。而氟原子的得電子能力很 ，因而F－失電子能力最 。
研究表明：OH－的失電子能力比最高價含氧酸根離子強：
4OH－－ 4e－＝O2 ↑＋2H2O
、 等陰離子在水溶液中電解時不失電子。
注意：放電順序這個考點不難，但要細心，極易出錯。要能根據(jù)放電順序判斷陰、陽極產(chǎn)物，如果是惰性電極則直接考慮溶液中離子的放電順序。如果陽極是較活潑金屬，那一定要能想起：一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬材料做陽極，電解時陽極上是 失去電子。
練習：一、用惰性電極電解下列電解質溶液，請你分析下列問題（注意得失電子的順序）
1、CuCl2陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
電解對象： ，要把電解質溶液復原，加 。
2、HCl:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
電解對象： ，要把電解質溶液復原，加 。
小結：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上兩個電解池反應的電解對象都是 ，這一類電解反應稱
為電解電解質型
3、NaCl陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
電解對象： ，要把電解質溶液復原，加 。
小結：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)該電解池反應的電解對象是 ，這一類電解反應稱為放H2生堿型。
4、CuSO4陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度
總方程式： 電解質濃度 ，pH
電解對象： ，要把電解質溶液復原，加 。
小結：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)該電解池反應的電解對象是 ，這一類電解反應稱為放O2生酸型。
5、NaOH:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
6、H2SO4:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
7、Na2SO4:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質濃度 ，pH
小結：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上三個電解池反應的電解對象都是 ，要把電解質溶液復原，加 。這一類電解反應稱為電解水型。
4、電極方程式的書寫
①標出電極名稱—陰極或陽極
②寫出電極方程式：
陽極： ；反應類型： 反應。
陰極： ；反應類型： 反應。
陰、陽兩極中得、失電子的總數(shù)要 ，每一極上都要滿足 和 守恒，總方程式可根據(jù)陰、陽兩極的物質變化寫出。
二、用銅電極電解下列電解質溶液，請你分析下列問題（注意得失電子的順序）
1、H2SO4:
陰極：
陽極
總方程式：
2、ZnSO4:
陰極：
陽極
總方程式：
3、CuSO4陰極：
陽極
總方程式：
發(fā)散：
1、在電解水實驗中，常加入一定量的NaOH溶液和H2SO4溶液，對電解水的現(xiàn)象和結果有無影響？ 。為何加入一定量的NaOH溶液和H2SO4液？ 。 能否改為加入HCl溶液？ 。能否把陰極上的石墨改為Fe？ 。能否把陽極上的石墨改為Fe？ 。
2、能否設計一個裝置，使反應：Cu＋H2SO4＝Cu SO4＋H2 ↑能夠進行？

二、電解原理的應用：
1、氯堿工業(yè)：電解 制 、 和 。
電極反應方程式：
陽極：
陰極：
總方程式
該電解池中陽極用 電極（金屬、惰性）
2、電鍍：
電鍍時，通常把 作陰極，把 作陽極，
用含有 作電鍍液。
3、銅的精煉
電解時，通常把 作陰極，把 作陽極，
用含有 作電鍍液。
粗銅中的多數(shù)雜質沉積在電解槽底部，形成
4、電冶金
對于 、 、 、 這樣活潑的金屬，工業(yè)上用電解法冶煉。
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鈉，方程式
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鎂，方程式
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鋁，方程式
練習：電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電相連。請回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
① 電解池中X極上的電極反應式為 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 。
② Y電極上的電極反應式為 ，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是 。
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則
① X電極的材料是 ，電極反應式是 。
② Y電極的材料是 ，電極反應式是 。
（說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出）

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/51310.html

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