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電解原理 電解池 1、 掌握電解、電解池及形成條件 2、 學(xué)會(huì)電解池的基本原理，會(huì)判斷一般電解反應(yīng)產(chǎn)物 3、 學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的思維能力 電解：電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。 CuCl2Cu＋Cl2↑ 2H2OH2↑＋O2↑ U型管、導(dǎo)線、直流電、電流表、水槽、小試管、碳棒、CuCl2溶液、水 探究實(shí)驗(yàn)一 步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋 將兩根碳棒分別插入盛CuCl2溶液的U型管中，用導(dǎo)線直接將兩個(gè)碳棒相連，觀察現(xiàn)象。 無現(xiàn)象 碳棒與CuCl2溶液不發(fā)生反應(yīng)，沒有形成原電池，也沒有形成電解池 在U型管中注入CuCl2溶液，將兩個(gè)碳棒用導(dǎo)線分別和直流電源的正極和負(fù)極相連，將一根碳棒插入到U型管中，另一根放在管外，觀察現(xiàn)象。 無現(xiàn)象 有外接電源，但沒有閉合回路，沒有形成電解池，無明顯現(xiàn)象 將兩根碳棒分別插入盛CuCl2溶液的U型管中，將兩個(gè)碳棒用導(dǎo)線分別和直流電源的正極和負(fù)極相連（中間連接一個(gè)電流表），觀察現(xiàn)象。再取兩張濕潤的淀粉碘化鉀試紙分別放在兩個(gè)碳棒附近，在觀察現(xiàn)象。 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，與電源負(fù)極相連的碳棒上覆蓋了一層紅色固體，與電源正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生，同時(shí)會(huì)看到放在這極的濕潤的淀粉碘化鉀試紙變成藍(lán)色 在通直流電的條件下，碳棒做電極，CuCl2溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)CuCl2Cu+Cl2↑，得到了銅和氯氣。與電源正極相連的一極我們稱之為陽極，發(fā)生了2Cl?－2e?＝Cl2↑；與電源負(fù)極相連的一極我們稱之為陰極，發(fā)生Cu2+＋2e?＝Cu。 CuCl2是強(qiáng)電解質(zhì)且易溶于水，在水溶液中電離生成Cu2+和Cl?，通電前，Cu2+和Cl?在水里自由地移動(dòng)著；通電后，這些自由移動(dòng)著的離子，在電場作用下，改作定向移動(dòng)。溶液中帶正電的Cu2+向陰極移動(dòng)，帶負(fù)電的Cl?向陽極移動(dòng)。在陰極，銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上；在陽極，氯離子失去電子而被氧化成氯原子，并兩兩結(jié)合成氯分子，從陽極放出。 電解池構(gòu)成條件： （1） 直流電源、兩個(gè)電極； （2） 電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)； （3） 閉合回路。 探究實(shí)驗(yàn)二 在一水槽中加入一定量的水，將兩個(gè)碳棒分別用導(dǎo)線與電源的正負(fù)極相連后放入水槽中，再將兩只盛滿水的試管倒扣在水槽中的兩個(gè)碳棒上（如上圖裝置），一段時(shí)間后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 兩根碳棒上均有氣泡產(chǎn)生，與電源負(fù)極相連的一極（陰極）試管收集到的氣體（氫氣）的體積約為與電源正極相連的一極（陽極）收集到的氣體（氧氣）體積的2倍。 在通電的條件下，水發(fā)生反應(yīng)生成了氫氣和氧氣。水時(shí)弱電解質(zhì)，發(fā)生電離產(chǎn)生了H+和OH?，通電后，H+向陰極移動(dòng)失電子，2H+＋2e?＝H2↑；OH?向陽極移動(dòng)得電子，4OH?－4e?＝2H2O+O2↑。總反應(yīng)：2H2O2H2↑+O2↑ 實(shí)驗(yàn)分析： 電解CuCl2溶液，溶液中除了CuCl2電離出了Cu2+和Cl?，同時(shí)水也會(huì)電離出H+和OH?，Cu2+、H+均向陰極移動(dòng)，一段時(shí)間后觀察現(xiàn)象只得到了碳棒上出現(xiàn)紅色銅單質(zhì)，無氣泡產(chǎn)生，說明Cu2＋發(fā)生了還原反應(yīng)，探究實(shí)驗(yàn)二證明了水電離出的H+通電條件下，也能發(fā)生還原反應(yīng)，因此我們可以知道當(dāng)有多種陽離子存在時(shí)，氧化性越強(qiáng)的離子先得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。同理，陽極上，還原性強(qiáng)的離子先失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。 電解池工作原理 陽極：與電源正極相連，陰離子移向，發(fā)生氧化反應(yīng)（如：2Cl?－2e?＝Cl2↑） 陰極：與電源負(fù)極相連，陽離子移向，發(fā)生還原反應(yīng)（如：Cu2+＋2e?＝Cu） 裝置類別 電解池 原電池 電極名稱 陽極（與電源正極相連） 陰極（與電源負(fù)極相連） 負(fù)極（電子流出的電極） 正極（電子流入的電極） 電極反應(yīng)類型 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 能量轉(zhuǎn)變 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 構(gòu)成條件 ①兩個(gè)電極②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)③閉合回路④直流電源 ①活潑性不同的兩個(gè)電極②電解質(zhì)溶液③閉合回路④自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 如何判斷裝置是電解池還是原電池？ 如果是單一裝置就看有無電源，有電源的就是電解池，無電源的則就是原電池．如果是多裝置串聯(lián)在一起就用假設(shè)法．看假如拿掉一個(gè)會(huì)出現(xiàn)什么情況．情況要具體的對(duì)待． 電解池中的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？ 不能 分析電解反應(yīng)的一般思路是什么？ 1．明確溶液中存在哪些離子 2．陰陽兩極附近有哪些離子 3．根據(jù)陽極氧化，陰極還原，誰強(qiáng)誰先反應(yīng)原則分析得出產(chǎn)物 電極的陽極電極材料是惰性材料還是活性材料 活性電極（金屬活動(dòng)順序表Ag以前），則電極材料本身失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，若是惰性電極（Pt、Au、石墨），則看溶液中陰離子的失電子能力，發(fā)生氧化反應(yīng)。 1．下列說法不正確的是（） A．不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般可以通過電解實(shí)現(xiàn) B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化 C．電解池和原電池中均發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．電解、電離、原電池均需要通電 【答案】D 【解析】電離不需要通電，而是溶于水或熔融狀態(tài)下發(fā)生的；原電池也不需要通電。 2．關(guān)于下圖所示①、②兩個(gè)裝置的敘述中正確的是（） A．裝置名稱：①是原電池，②是電解池 B．硫酸濃度變化：①增大，②減小 C．電極方程式：①中陽極反應(yīng)為4OH?－4e?＝2H2O+O2↑，②中正極反應(yīng)為Zn－2e?＝Zn2+ D．離子移動(dòng)的方向：①中H+向陰極方向移動(dòng)，②中H+向負(fù)極方向移動(dòng) 【答案】B 【解析】①中有外加電源為電解池，②為原電池，A項(xiàng)錯(cuò)誤；①中電解水，硫酸濃度增大，②中負(fù)極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，B正確；②中正極反應(yīng)為2H++2e?＝H2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；②中H+向正極移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．有關(guān)電解原理的說法中正確的是（） ①電解是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化；④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn)⑤任何溶液被電解時(shí)，必然導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 A．①②③④ B．②③⑤ C．③④ D．①③④⑤ 【答案】D 【解析】本題考查電解原理，清楚電解是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故①正確、②錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是靠陰、陽離子定向移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)，即是一個(gè)電解過程，故是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是電子定向移動(dòng)而產(chǎn)生電流，是物理變化，故③正確；電解是外加條件下進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，是不能自發(fā)進(jìn)行的，故④正確。 4．如圖所示是電解CuCl2溶液裝置，其中c、d為石墨電極，已知溶液中Cl?向c極移動(dòng)，則下列有關(guān)判斷正確的是（） A．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極 B．c為陽極，d為陰極 C．電解過程中，d極質(zhì)量減小 D．電解過程中，Cl?濃度不變 【答案】B 【解析】電解質(zhì)溶液中Cl?向c極移動(dòng)，說明電解質(zhì)溶液中電流的方向由c指向d，則電源內(nèi)部電流方向由b指向a，因此b為電源負(fù)極，a為電源正極（電源內(nèi)部電流由負(fù)極到正極），c、d分別為陽極和陰極；電解過程中Cu2+在陰極（d極）放電析出，d極質(zhì)量增加，Cl?在陽極（c極）放電而消耗。 5．某興趣小組設(shè)計(jì)如下圖所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是（） A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H++2Cl?H2↑+Cl2↑ B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為：Cl2+2e?＝2Cl? D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，石墨電極做正極 【答案】D 【解析】斷開K2，閉合K1時(shí)，構(gòu)成電解池，反應(yīng)的離子方程式為2Cl?+2H2OCl2↑ +H2↑+2OH?，石墨電極為陽極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl?－2e?=Cl2↑；銅電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H++2e?＝H2↑，所以銅電極附近溶液變紅。斷開K1，閉合K2時(shí)，構(gòu)成原電池，期中石墨電極為正極。 6．依據(jù)甲、乙、丙三圖，判斷下列敘述不正確的是（） A．甲是原電池，乙是電鍍裝置 B．甲、乙裝置中，鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng) C．乙裝置中，銅極因發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解 D．乙裝置中，c(Cu2+)不變，丙裝置中，c(Cu2+)減小 【答案】B