【優(yōu)教通-備課參考】2020年高中化學(xué)同步教案：《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解》3(魯科版選修4)

第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解學(xué)問(wèn)與力氣：通過(guò)對(duì)熔融氯化鈉電解體系的分析，使同學(xué)把握電解、電解池概念，清楚地建立起電極反應(yīng)的概念并能夠正確地推斷陰極和陽(yáng)極；通過(guò)運(yùn)用電解的原理分析食鹽水的電解、銅的電解精練，了解這些較簡(jiǎn)潔體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的有用價(jià)值；通過(guò)學(xué)習(xí)電鍍的內(nèi)容，使同學(xué)了解具有確定特殊性的、另一種電解原理的應(yīng)用方法，并進(jìn)一步體會(huì)電解對(duì)人類社會(huì)的重要貢獻(xiàn)；通過(guò)活動(dòng)探究，提高同學(xué)的試驗(yàn)力氣和分析力氣；從能量的角度理解化學(xué)科學(xué)的重要性。過(guò)程與方法：接受問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方法，經(jīng)聯(lián)想質(zhì)疑中熟知的反應(yīng)切入提出問(wèn)題，將同學(xué)引入本節(jié)學(xué)習(xí)；以已知離子在電場(chǎng)中的定向移動(dòng)為起點(diǎn)，從而分析具體反應(yīng)中陰陽(yáng)離子的移向，在漸進(jìn)的學(xué)習(xí)中明白電解、電解池，并學(xué)會(huì)書寫電極反應(yīng)式；在電解原理的應(yīng)用中，要讓同學(xué)明白規(guī)律是有條件限制的。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：進(jìn)一步體會(huì)化學(xué)的魅力，激發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)的愛好；了解方法的重要意義，明白將來(lái)實(shí)現(xiàn)的重要價(jià)值。教學(xué)重點(diǎn)：電解原理、電極反應(yīng)教學(xué)難點(diǎn)：陰極和陽(yáng)極以及電極反應(yīng)的概念、正確書寫電極反應(yīng)式課時(shí)支配：共5課時(shí)（新課3課時(shí)，復(fù)習(xí)練習(xí)2課時(shí)）教學(xué)過(guò)程：（第一課時(shí)）【聯(lián)想?質(zhì)疑】已知金屬鈉與氯氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2Na(s)+Cl2=2NaCl(s)△H=—822.3kJ?mol—1假如要真?zhèn)€反應(yīng)反方向進(jìn)行，則需要外界供應(yīng)能量，那么大家想一想我們可以接受什么樣的外界能量。【同學(xué)】電能。【提問(wèn)】那么這樣的反應(yīng)是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？【同學(xué)】電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【老師】對(duì)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一中重要方法就是電解，下面我們就來(lái)學(xué)習(xí)電解。首先我們來(lái)以電解熔融NaCl了解一下電解的原理【板書】一、電解的原理【閱讀溝通】1）、通電前，熔融氯化鈉中存在哪些離子？這些離子的運(yùn)動(dòng)狀況怎樣？2）、通電后，外電路上的電流方向怎樣？3）、接通電源后，熔融氯化鈉中Na+、Cl-各向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？4）、移到兩極表面的Na+、Cl-將發(fā)生什么變化？ee-e-Cl-Na+石墨電極鐵電極熔融NaCl電解熔融NaCl【講解】在熔融NaCl中，存在自由移動(dòng)的Na+和Cl-，做雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)。通電后，電子由電源的負(fù)極流出，聚集到鐵電極上。由于正負(fù)電荷相互吸引，Na+要移向鐵電極，做定向移動(dòng)。Na+在鐵電極上得到電子，Na++e-=Na，發(fā)生還原反應(yīng)。電子要流向正極，那么石墨電極上哪來(lái)的電子？【同學(xué)】思考，回答【講解】對(duì)，Cl-要移到石墨電極上，失去電子，2Cl-—2e-=Cl2↑，發(fā)生氧化反應(yīng)。為了維持電流，Cl-要不斷地失去電子，不斷地定向移動(dòng)到石墨電極上。這樣在通電的狀況下NaCl就分解成了Na和Cl2，電能就轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在Na和Cl2里面了。這個(gè)過(guò)程就稱之為電解。下面我們看看有關(guān)電解的幾個(gè)概念。【板書】（一）概念1、電解：【講解】能夠發(fā)生電解的裝置叫電解池【板書】2、電解池：【提問(wèn)】大家結(jié)合電解熔融NaCl的例子，說(shuō)說(shuō)構(gòu)成電解池的條件有哪些？【同學(xué)】回答【板書】3、構(gòu)成電解池的條件：（1）外加直流電源（2）兩個(gè)固體電極【講解】這兩個(gè)電極分別叫著陰、陽(yáng)極，我們來(lái)看看陰陽(yáng)極是怎么定義的？【同學(xué)】閱讀回答?！局v解】結(jié)合電解熔融NaCl的例子講解?！景鍟筷帢O：發(fā)生還原反應(yīng)的電極。推斷陰極的方法與電源“+”相連的電極，推斷陰極的方法得到電子的電極，陽(yáng)離子移到的電極。陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。推斷陽(yáng)極的方法與電源“—”相連的電極，推斷陽(yáng)極的方法失去電子的電極，陰離子移到的電極。（3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)（4）構(gòu)成閉合的電路【練習(xí)】1.分析下圖，屬于電解池的有（③⑥）2.下列說(shuō)法正確的是(①④)①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能；②電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化；④任何電解過(guò)程，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生；【過(guò)渡】假如任憑給你一個(gè)電解池，你怎么來(lái)推斷電極的產(chǎn)物和每個(gè)電極上所發(fā)生的反應(yīng)呢？下面我們就來(lái)講講這個(gè)問(wèn)題?！景鍟浚ǘ╇姌O產(chǎn)物的推斷和電極方程式的書寫【講解】要講這個(gè)問(wèn)題，首先我們得明白什么是電極反應(yīng)，大家閱讀課本了解一下。【板書】1、電極反應(yīng)：【舉例】2、電解熔融NaCl電荷要守恒【板書】陰極：2Na++2e-=2Na電荷要守恒陽(yáng)極：2Cl-—2e-=Cl2↑總方程式：2Na++2Cl-2Na+Cl2↑（離子方程式）2NaCl2Na+Cl2↑（化學(xué)方程式）【舉例】電解CuCl2的電極反應(yīng)的書寫。CuCu2+H+Cl-OHe-e-石墨電極石墨電極CuCl2溶液電解CuCl2溶液【講解】對(duì)于電極方程式的書寫有個(gè)一般步驟：【板書】（1）明確電解液中存在的離子【提問(wèn)】CuCl2溶液中存在哪些自由移動(dòng)的離子？【同學(xué)】回答【過(guò)渡】對(duì)于陽(yáng)離子，到底是Cu2+先得到電子，還是H+先得到電子呢？這就涉及到離子的放電挨次的問(wèn)題了，大家閱讀課本，了解以下離子的放電挨次?！就瑢W(xué)】閱讀課本?！景鍟浚?）是哪些離子得失電子放電挨次：陰極：陽(yáng)離子得電子挨次：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽(yáng)極：陰離子失電子挨次：活性電極﹥陰離子。即：Cu>Hg>Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（NO3－、SO42－含氧酸根）>F-【講解】那么大家依據(jù)放電挨次寫出該電解的陰陽(yáng)兩極的電極方程式?！揪毩?xí)】1.書寫用石墨做電極電解硫酸的電極方程式和電解池方程式。2.用惰性電解Fe2(SO4)3 和Cu(NO3)2的混合溶液，寫出電解的電極方程式?！咀鳂I(yè)】用石墨做電極，電解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分別寫出電解的電極方程式和總方程式。為下節(jié)課講電解的幾種類型作鋪墊！【板書設(shè)計(jì)】一、電解的原理（一）概念1、電解：2、電解池：3、構(gòu)成電解池的條件：（1）外加直流電源（2）兩個(gè)固體電極陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極。推斷陰極的方法與電源“+”相連的電極，推斷陰極的方法得到電子的電極，陽(yáng)離子移到的電極。陽(yáng)極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。推斷陽(yáng)極的方法與電源“—”相連的電極，推斷陽(yáng)極的方法失去電子的電極，陰離子移到的電極。（3）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)（4）構(gòu)成閉合的電路（二）電極產(chǎn)物的推斷和電極方程式的書寫陰極：2Na++2e-=2Na陽(yáng)極：2Cl-—2e-=Cl2↑總方程式：2Na++2Cl-2Na+Cl2↑（離子方程式）2NaCl2Na+Cl2↑（化學(xué)方程式）（1）明確電解液中存在的離子（2）是哪些離子得失電子放電挨次：陰極：陽(yáng)離子得電子挨次：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+陽(yáng)極：陰離子失電子挨次：活性電極﹥陰離子。即：Cu>Hg>Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（NO3－、SO42－含氧酸根）（其次課時(shí)）【復(fù)習(xí)提問(wèn)】1、什么叫電解？2、什么叫電解池？3、推斷陰、陽(yáng)極的方法有哪些？4.以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰極不能得到氫氣的是（B）A.Na2SO4B.AgNO3C【講解】電解的幾種類型（1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水，電解水型；（2）電解不活潑金屬無(wú)氧酸鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型；（3）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，放氧生酸型；（4）電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無(wú)氧酸鹽，放氫生堿型；【板書】二、電解原理的應(yīng)用電解的類型：電解水型分解電解質(zhì)型放氧生酸型放氫生堿型【過(guò)渡】下面我們結(jié)合幾個(gè)例子看看電解原理的應(yīng)用（一）電解食鹽水【預(yù)習(xí)提示】1、猜想電解食鹽水的現(xiàn)象是有哪些？2、電解食鹽水的產(chǎn)物是什么？3、在電解食鹽水時(shí)，溶液中各離子的移向何極？4、在電解食鹽水的過(guò)程中，溶液的PH值如何變化？【同學(xué)】預(yù)習(xí)后回答【視頻】電解食鹽水【講解并板書】現(xiàn)象：電流流向：電子流向：陰陽(yáng)極反應(yīng)方程式（滴加酚酞紅，紅色先毀滅在哪？）：陰極：2H++2e-→H2↑陽(yáng)極：2Cl-→Cl2↑+2e-總方程式（陰極產(chǎn)物，陽(yáng)極產(chǎn)物各是什么？）：總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(條件:通電)溶液PH值變化：【同學(xué)】預(yù)習(xí)氯堿工業(yè)【講解】氯堿工業(yè)示意圖及陽(yáng)離子交換膜的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。Na+Na+H2O(含少量NaOH)NaOH濃溶液NaCl稀溶液NaCl濃溶液H2Cl2陽(yáng)離子交換膜【講解】在電解過(guò)程中，由于陰極區(qū)OH濃度變小，水的電離平衡向生成H和Na+Na+H2O(含少量NaOH)NaOH濃溶液NaCl稀溶液NaCl濃溶液H2Cl2陽(yáng)離子交換膜【指導(dǎo)同學(xué)閱讀資料在線】水的電離和離子放電挨次【強(qiáng)調(diào)】離子放電挨次是對(duì)在確定條件下，離子并不都能在電極上發(fā)生反應(yīng)。而且所給的離子放電挨次是確定條件下的閱歷規(guī)律，不同的試驗(yàn)條件會(huì)存在不同的挨次，規(guī)律是有條件限制的?！鹃喿x】工業(yè)電解食鹽水制備燒堿【課堂練習(xí)】練習(xí)冊(cè)P131、2、4、13【作業(yè)】P181【板書設(shè)計(jì)】二、電解原理的應(yīng)用電解的類型：電解水型分解電解質(zhì)型放氧生酸型放氫生堿型（一）電解食鹽水現(xiàn)象：電流流向：電子流向：陰陽(yáng)極反應(yīng)方程式（滴加酚酞紅，紅色先毀滅在哪？）：陰極：2H++2e-→H2↑陽(yáng)極：2Cl-→Cl2↑+2e-總方程式（陰極產(chǎn)物，陽(yáng)極產(chǎn)物各是什么？）：總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(條件:通電)溶液PH值變化：（第三課時(shí)）【學(xué)問(wèn)回顧】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了哪些學(xué)問(wèn)點(diǎn)？【同學(xué)】【預(yù)習(xí)提示】1、在銅的電解精練中，陰陽(yáng)極材料各是什么？能不能換成其他的材料？2、對(duì)電解質(zhì)溶液是有什么要求？3、陰陽(yáng)極反應(yīng)方程式是什么？4、可以得到什么副產(chǎn)物？【同學(xué)】預(yù)習(xí)后回答【板書】（二）銅的電解精練【視頻】銅的電解精練【講解并板書】現(xiàn)象：電流流向：電子流向：陰陽(yáng)極反應(yīng)方程式：陰極：Cu2++2e-→Cu陽(yáng)極：Cu→Cu2+＋2e-電解的副產(chǎn)物（三）電鍍【預(yù)習(xí)提示】【講解】一件表面鍍有其他金屬的制品，我們可以把它的結(jié)構(gòu)大致分為兩大部分：鍍件和鍍層金屬。那么這個(gè)鍍層金屬是這么鍍?cè)谶@個(gè)鍍件上的呢？這節(jié)課我們就來(lái)看看這個(gè)問(wèn)題?！净顒?dòng)探究】在鐵釘上鍍銅【板書】電鍍：是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。留意點(diǎn):①電極：陰極——鍍件(待鍍金屬制品)陽(yáng)極——鍍層金屬或惰性電極②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液?！就队靶〗Y(jié)】電解池、電解精練池、電鍍池的比較電解池電解精練池電鍍池定義將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置形成條件①兩電解接直流電源②電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中③形成閉合回路①不純金屬接電源正極，純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子電極名稱陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：不純金屬陰極：純金屬陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)【投影練習(xí)】1.（1）a、b哪一極為正極？（2）若要給鐵叉鍍鋅，a極選用什么材料？選擇何種溶液？（3）若要給鐵叉鍍金，a極選用什么材料？選擇何種溶液？2.工業(yè)上接受Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4（1）電解時(shí),應(yīng)以作陰極，電解過(guò)程中陰極四周溶液pH將會(huì),（2）陽(yáng)極反應(yīng)式為，（3）總電解反應(yīng)式為.答案:Fe增大MnO42——e-=MnO4—2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑【講解】例一：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.解析：陽(yáng)極4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極Cu2++2e-=Cu↓2H++2e-=H2↑陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:0.5×4=2mol,消耗4OH-2mol,即產(chǎn)生H+2mol.陰極生成0.5molH2,消耗H+1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/LpH=0生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5×2=1mol,故還有1mole-用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.【練習(xí)】1.用石墨電極電解100mLH2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/L2.某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)x·nH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：①金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及x、n值；②電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。Mx++xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；Ar(M)=64；n=3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=13.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)覺a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一狀況的4.依據(jù)金屬活動(dòng)挨次表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽(yáng)極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O5.按下圖的裝置進(jìn)行電解試驗(yàn)：A極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通電一段時(shí)間后，若A極恰好全部溶解，此時(shí)B極質(zhì)量增加7.68克，溶液質(zhì)量增加0.03克，A合金中Cu、Zn原子個(gè)數(shù)比為A4︰1B3︰1C2︰1D任意比【板書設(shè)計(jì)】（二）銅的電解精練現(xiàn)象：電流流向：電子流向：陰陽(yáng)極反應(yīng)方程式：陰極：Cu2++2e-→Cu陽(yáng)極：Cu→Cu2+＋2e-電解的副產(chǎn)物（三）電鍍電鍍：是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。留意點(diǎn):①電極：陰極——鍍件(待鍍金屬制品)陽(yáng)極——鍍層金屬或惰性電極②電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。三、電解池、電解精練池、電鍍池的比較【作業(yè)】P182【教學(xué)反思】電解電解的定義電解電解的定義電解原理的應(yīng)用定義：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陰陽(yáng)極的推斷電解時(shí)電極產(chǎn)物的推斷陽(yáng)極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連陽(yáng)極產(chǎn)物的推斷陰極產(chǎn)物的推斷陽(yáng)極：陰離子的放電挨次陰極：陽(yáng)離子的放電挨次氯堿工業(yè)電鍍銅的電解精練電解法冶煉金屬【學(xué)問(wèn)總結(jié)】【典例精析】【例1】如右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d石墨電極，則下列有關(guān)推斷正確的是（C）A.a為負(fù)極，b為正極B.a為陽(yáng)極，b為陰極電極的放電挨次C.電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加電極的放電挨次D.電解過(guò)程中，Cl-物質(zhì)的量濃度不變【解析】依據(jù)電流方向，可推出a為電源正極，b為負(fù)極，則c是電解池的陽(yáng)極，Cl－失電子轉(zhuǎn)化為Cl2；d是電解池的陰極，產(chǎn)生Cu，d電極質(zhì)量會(huì)增加?！纠?】.用石墨電極持續(xù)電解下列溶液（電流強(qiáng)度不變），陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體的的量可能發(fā)生如下圖所示變化的是（D）A.KI溶液B.Na2SO4溶液C.CuSO4溶液D.NaCl溶液【解析】電解KI溶液時(shí)，I－優(yōu)先在陽(yáng)極失去電子生成I2，起初沒(méi)有氣體放出。電解Na2SO4溶液相當(dāng)于電解水，在陽(yáng)極生成氧氣，圖象中不行能毀滅拐點(diǎn)。電解CuSO4溶液時(shí)，始終是OH－在陽(yáng)極失去電子生成O2，圖象中同樣不行能毀滅拐點(diǎn)。電解NaCl溶液時(shí)，Cl－優(yōu)先在陽(yáng)極失去電子生成Cl2，當(dāng)Cl－消耗完時(shí)，轉(zhuǎn)換為OH－放電而生成O2，每轉(zhuǎn)移1mol電子，可生成0.5molCl2，但只能生成0.25molO2，也就是說(shuō)，前半段斜率較大，后半段斜率較小，與圖象完全吻合?！纠?】.有X、Y、Z、M四種金屬，已知：X可以從Y的鹽溶液中置換出Y；X和Z組成原電池時(shí)，Z為正極；Y和Z的離子共存于電解液中，Y離子先放電；M的離子氧化性強(qiáng)于Y的離子。則這四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的挨次是（D）A.X>Y>Z>MB.X>Z>M>YC.M>Z>X>YD.X>Z>Y>M【解析】X可以置換出Y，說(shuō)明金屬活動(dòng)性X>Y；X和Z作原電池電極時(shí)，Z為正極，說(shuō)明金屬活動(dòng)性X>Z；Y和Z的離子共存，Y離子先放電，說(shuō)明金屬活動(dòng)性Z>Y；M的離子氧化性強(qiáng)于Y的離子，說(shuō)明金屬活動(dòng)性M<Y；所以X>Z>Y>M?！纠?】.用指定材料做陽(yáng)極和陰極來(lái)電解確定物質(zhì)的量濃度的溶液甲，然后加入物質(zhì)乙能使溶液復(fù)原。則合適的組合是（B）陽(yáng)極陰極溶液甲物質(zhì)乙A.PtPtNaOHNaOH固體B.PtPtH2SO4H2OC.CPtNaCl鹽酸D.粗銅精銅CuSO4Cu(OH)2【解析】電解NaOH、H2SO4溶液，都是電解水，所以加水就可以復(fù)原，A錯(cuò)誤；B正確；電解NaCl溶液后應(yīng)加入氯化氫使之復(fù)原，假如加鹽酸，會(huì)使NaCl溶液物質(zhì)的量濃度減小，C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，陽(yáng)極：Cu-2e－→Cu2＋，陰極Cu2＋＋2e－→Cu，電解質(zhì)溶液物質(zhì)的量濃度沒(méi)變，不用加任何物質(zhì)。【例5】某同學(xué)想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時(shí)，為使Cl2被完全吸取，制得有較強(qiáng)殺菌力氣的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分推斷正確的是（B）A.a為正極，b為負(fù)極：NaClO和NaClB.a為負(fù)極，b為正極：NaClO和NaClC.a為陽(yáng)極，b為陰極：HClO和NaClD.a為陰極，b為陽(yáng)極：HClO和NaCl【解析】用石墨作電極時(shí)，在陽(yáng)極上應(yīng)是Cl－放電，2Cl－－2e－→Cl2，在陰極上是水電離出的H＋放電，2H＋＋2e－→H2，水電離出的H＋消耗后，產(chǎn)生的OH－與Cl2反應(yīng)產(chǎn)生ClO－，則消毒液為NaClO和NaCl，假如Cl2在上端產(chǎn)生，則Cl2直接向外排出，不能與OH－反應(yīng)，故Cl2應(yīng)在下端產(chǎn)生，即b為電源的正極，與之相連的碳棒為陽(yáng)極。【練習(xí)講評(píng)】【題1】下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b四周分別滴加一滴石蕊溶液。下列試驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（D）Na2SONa2SO4溶液B.一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C.a電極四周呈紅色，b電極四周呈藍(lán)色D.a電極四周呈藍(lán)色，b電極四周呈紅色【解析】電解硫酸鈉實(shí)質(zhì)上只電解水。依據(jù)陽(yáng)失氧、陰得還，可知陰極（a電極）產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極（b電極）產(chǎn)生氧氣，所以a電極四周富集著氫氧根離子，使石蕊呈藍(lán)色，4H2O+4e－→2H2↑+4OH－；而b電極四周發(fā)生2H2O－4e－→O2↑+4H+而使石蕊呈紅色?！绢}2】下列關(guān)于電解池中形成的閉合回路的敘述中，正確的是（D）A.電解池中的閉合回路僅是由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成的B.金屬導(dǎo)線中，電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽(yáng)極，從電解池的陰極流向電源的正極C.在電解質(zhì)溶液中，陰離子向陰極運(yùn)動(dòng)，陽(yáng)離子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)D.相同時(shí)間內(nèi)，陽(yáng)離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽(yáng)極上失去的電子數(shù)相同【解析】在電解池中，導(dǎo)線和電極上是由電子的定向移動(dòng)，而溶液中則靠離子的定向移動(dòng)，才使整個(gè)電解池形成一個(gè)閉合回路；導(dǎo)線中電子的方向與電流方向相反，故電子從電解池的陽(yáng)極流向電源的正極，從電源的負(fù)極流向電解池的陰極；電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；不論如何，兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)總是相等的?！绢}3】下列敘述中不正確的是（D）A.電解池的陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)B.不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可通過(guò)電解實(shí)現(xiàn)C.電鍍時(shí)，電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生氧化反應(yīng)D.電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極得到NaOH溶液和氫氣【解析】電解飽和食鹽水時(shí)，在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到氫氣和NaOH溶液?！绢}4】用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的pH下降的是（B）A.CuCl2溶液B.AgNO3溶液C.BaCl2溶液D.H2SO4溶液【解析】4AgNO3＋2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3陰極產(chǎn)物為Ag，陽(yáng)極產(chǎn)物為氧氣和氫氧化鈉。【題5】電解溶液時(shí)，假如陰極上有1.6g銅析出，則陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）約為（A）A.0.28LB.0.56LC.014L【解析】本題首先要推斷陽(yáng)極上產(chǎn)生什么氣體，依據(jù)陽(yáng)失氧，陰得還，可推知陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體是氧氣，從電子轉(zhuǎn)移的角度可知電子轉(zhuǎn)移0.05mol，故氧氣有028L。【題6】用含少量銀和鋅的粗銅做陽(yáng)極，純銅片做陰極，CuSO4溶液做電解液，電解一段時(shí)間后，陽(yáng)極質(zhì)量削減了xg，則（D）A.電解液質(zhì)量增加xgB.陰極質(zhì)量增加xgC.陰極質(zhì)量增加ag，a>xD.陰極質(zhì)量增加bg，b<x【解析】電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極：Zn→Zn2++2e－Cu→Cu2++2e－陰極：Cu2++2e－→Cu，故陽(yáng)極失去的質(zhì)量大于陰極增加的質(zhì)量，使溶液質(zhì)量增加，但增加值小于x。【題7】當(dāng)用銅做電極電解CuSO4溶液時(shí)，在陰極的產(chǎn)物是（A）A.銅B.銅和氧氣C.氧氣D.氫氣【解析】本題相當(dāng)于在銅上鍍銅，與電解質(zhì)溶液無(wú)關(guān)，也就是陽(yáng)極銅削減，陰極銅增加?！绢}8】下列關(guān)于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是（C）A.粗銅極做陽(yáng)極B.電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e－→CuC.粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽(yáng)極泥D.電解銅的純度可達(dá)99.95%~99.98%【解析】Ni、Fe、Zn等金屬的金屬性比Cu強(qiáng)，在陽(yáng)極首先是金屬性強(qiáng)的金屬失電子，故Ni、Fe、Zn應(yīng)變?yōu)閷?duì)應(yīng)陽(yáng)離子進(jìn)入溶液?！绢}9】海水提鎂的最終一步是將氯化鎂電解獵取金屬鎂，下列有關(guān)該電解過(guò)程的敘述中，正確的是(BC)A.兩個(gè)電極必需都用惰性電極B.陽(yáng)極必需用惰性電極，陰極可以是惰性電極；也可以是金屬電極C.電解熔融狀態(tài)的氯化鎂D.電解氯化鎂的水溶液【解析】電解氯化鎂獵取金屬鎂，也就是說(shuō)鎂離子需要得到電子，所以必需將其轉(zhuǎn)變?yōu)殛庩?yáng)離子，假如在水溶液中，水電離的氫離子會(huì)優(yōu)先得電子，因此只能在熔融狀態(tài)下進(jìn)行。再依據(jù)陰得還，可得該電極上發(fā)生的是鎂離子得到電子的反應(yīng)，對(duì)于任意電極都沒(méi)有影響，由于惰性電極和金屬電極均無(wú)法得到電子。陽(yáng)失氧，可得此變化應(yīng)在陽(yáng)極上發(fā)生失電子的反應(yīng)，假如該電極使用活性電極的話，會(huì)優(yōu)先失電子，產(chǎn)生出的金屬陽(yáng)離子對(duì)后面進(jìn)行的電解存在干擾，甚至再次優(yōu)先得電子變?yōu)殡婂?。【題10】很多金屬都可以通過(guò)電解的方法達(dá)到精煉的目的。下列有關(guān)該方法的敘述中，正確的是(A)A.含雜質(zhì)的粗金屬做陽(yáng)極，與直流電源的正極相連B.陰極只要是一種導(dǎo)體即可，與精煉過(guò)程無(wú)關(guān)C.電解質(zhì)溶液中除了含有精煉的金屬的陽(yáng)離子之外，確定不能含有其他金屬陽(yáng)離子D.在精煉過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生任何變化【解析】陽(yáng)極要失電子，含雜質(zhì)的粗金屬做陽(yáng)極，精金屬作為陰極，若陰極用其他導(dǎo)體就會(huì)使需要精煉的掩蓋在該導(dǎo)體上；粗金屬中可能含有一些比較活潑的金屬，失電子之后也會(huì)到溶液，電解質(zhì)溶液的成分可能會(huì)增加?！绢}11】在鐵制品上鍍上確定厚度的鋅層，以下設(shè)計(jì)方案正確的是（A）A.鋅做陽(yáng)極，鍍件做陰極，溶液中含有Zn2+B.鉑做陰極，鍍件做陽(yáng)極，溶液中含有Zn2+C.鋅做陽(yáng)極，鍍件做陰極，溶液中含有Fe2+D.鋅做陰極，鍍件做陽(yáng)極，溶液中含有Zn2+【解析】應(yīng)用電鍍池原理，可知鍍件做陰極，鍍層做陽(yáng)極，溶液中含有鍍層的金屬陽(yáng)離子?！绢}12】標(biāo)明下列裝置中電解池的陰極和陽(yáng)極，寫出電極反應(yīng)式，并推斷分別是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。【解析】三個(gè)裝置的電極都是惰性電極，因而電極反應(yīng)都與電極無(wú)關(guān)，在電解池中，與電源正極相連、發(fā)生的電極反應(yīng)是氧化反應(yīng)的電極是陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連、發(fā)生的電極反應(yīng)是還原的電極是陰極。依據(jù)以上原則就可標(biāo)明電解池的陰、陽(yáng)極，寫出電極反應(yīng)的化學(xué)方程式，并推斷是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。如A：氯離子在陽(yáng)極失電子，氫離子在陰極得電子；B：銀離子在陰極得電子，水電離出的氫氧根離子在陽(yáng)極失電子；C：溴離子在陽(yáng)極失電子，水電離出的氫離子在陰極得電子。（第五課時(shí)）【題1】在電解水制取H2和O2時(shí)，為了增加導(dǎo)電性，經(jīng)常要加入一些電解質(zhì)，最好選用下列物質(zhì)中的（A）A.NaOHB.HClC.NaClD.CuSO4【解析】由于電解水，所以加入的物質(zhì)應(yīng)當(dāng)不參與電極反應(yīng)，HCl、NaCl中的Cl-、CuSO4中的Cu2+均參與電極反應(yīng)，而加入NaOH后照舊是電解水，但由于供應(yīng)了Na+、OH-導(dǎo)電性明顯增加?！绢}2】在水中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，該溶液放在用惰性材料做電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為(C)A.35.5：108B.16：207C.8：1D.108：35.5【解析】由于Ag+與Cl-、Pb2+與SO42-形成沉淀，電解的是NaNO3溶液，實(shí)質(zhì)是電解水?！绢}3】用鉑電極（惰性電極）電解下列溶液時(shí)，陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是H2和O2的是(AC)A.稀NaOH溶液B.HCl溶液C.酸性MgSO4溶液D.酸性AgNO3溶液【解析】陰極和陽(yáng)極的主要產(chǎn)物分別是H2和O2時(shí)，實(shí)質(zhì)就是電解水?！绢}4】用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bLO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量為（C）A.B.C.D.【解析】陽(yáng)極：OH-==2H2O+O2↑+4e-陰極：Mx++xe-==M依據(jù)兩極得失電子數(shù)相等，有下列關(guān)系：可解得M=【題5】在一U形管中裝入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液，通直流電，一段時(shí)間后U形管內(nèi)會(huì)形成一個(gè)倒立的三色“彩虹”，從左到右的顏色次序是（C）A.藍(lán)、紫、紅B.紅、藍(lán)、紫C.紅、紫、藍(lán)D.紫、紅、藍(lán)【解析】本題以電解原理為核心命題點(diǎn)，考查電解后溶液的酸堿性與酸堿指示劑的變色關(guān)系等學(xué)問(wèn)點(diǎn)。用惰性電極電解Na2SO4溶液，就等同于電解水，陽(yáng)極OH-放電，使陽(yáng)極四周H+濃度增大，陰極H+放電，使陰極四周OH-的濃度增大。【題6】把25℃時(shí)，將兩個(gè)鉑電極插入確定量飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，在陰極逸出amol氣體，同時(shí)有WgNa2SO4???10H2A.B.C.D.【解析】本題首先要明確剩余的溶液仍為飽和溶液，也就是說(shuō)該題就是求飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，那析出的晶體與被電解的水放在一起也應(yīng)當(dāng)為飽和溶液，因而就可以利用數(shù)據(jù)進(jìn)行求解。先求WgNa2SO4???10H2O晶體中溶質(zhì)的質(zhì)量即為，溶液的質(zhì)量為晶體的質(zhì)量加上被電解掉的水的質(zhì)量。陰極逸出amol氣體，也就是氫氣，所以可知被電解的水也為amol，質(zhì)量為18a。故有答案：C?！绢}8】將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，某一電極增重0.64g（設(shè)電解使該電極無(wú)H2放出，且不考慮水解和溶液體積變化）。此時(shí)溶液中c(H+)濃度約為（A）A.4×10-3mol?L-1B.2×10-3mol?L-1C.1×10-3mol?L-1D.4×10-7mol?L【解析】用惰性電極電解CuSO4溶液，電極能增重的只有在陰極。在陰極有0.001molCu2+得到電子析出0.064gCu，在陽(yáng)極同時(shí)有0.002molOH-失去電子，同時(shí)生成0.002molH+?！绢}9】將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%的NaOH溶液（密度為1.06g?cm-3）1L用鉑電極電解，當(dāng)溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)變了1.0%時(shí)停止電解，則此時(shí)溶液中的關(guān)系是（B）選項(xiàng)NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)陽(yáng)極析出物的質(zhì)量/g陰極析出物的質(zhì)量/gA6.2%19152B6.2%15219C4.2%1.29.4D4.2%9.41.2【解析】本題可巧解，由于用惰性電極電解NaOH溶液，其實(shí)質(zhì)是電解水，所以溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定增加，排解C、D；陽(yáng)失氧，陰得還，則有陽(yáng)極產(chǎn)物為O2，陰極產(chǎn)物為H2，陽(yáng)極析出物的質(zhì)量大于陰極析出物的質(zhì)量?！绢}10】用石墨作電極電解3mol?L-1KCl和0.5mol?L-1Al2(SO4)3的混合溶液時(shí)，下圖電解變化的曲線合理的是（AD）【解析】電極為惰性電極，溶液中各離子的放電挨次為：陽(yáng)離子：H+>Al3+>K+，陰離子：Cl->OH->SO42-。電極反應(yīng)為：陽(yáng)極2Cl-→Cl2↑+2e－，陰極2H++2e－→H2↑，溶液中還伴有Al3++3OH-==Al(OH)3↓，其中H+和OH-是由水電離產(chǎn)生的，故電解總反應(yīng)式為：2Al3++6Cl-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。恰好n(Al3+):n(Cl-)=1:3，所以電解至二者消耗完時(shí)，溶液為K2SO4溶液，接下來(lái)接續(xù)電解實(shí)際上是電解水，所以pH值先增大后保持不變且接近于7，沉淀則從無(wú)到最大值?！绢}11】工業(yè)上為了處理含有Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水，接受下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻元素的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。