选修4四、3电解池教案
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第四章 电化学基础 电解池（二课时）第一课时
教学目标：1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化；2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。
教学重点：理解电解原理和惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
教学难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，电解原理的应用。
教学过程：
引入：1799年，当意大利人发明了最原始的电池---伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家载维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于产生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的。这其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的呢？ 电能如何才能转变成化学能呢？
一、电解原理
［实验４—2］（也可将该实验分三步实施），并观察、记录实验现象。教师巡回指导。
(1) 将两要碳棒分别插进U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(2) 将两根碳棒用导线相连后，浸入U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(3) 将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入U型管内的CuCl2溶液中，接通电源，观察现象
实验现象：阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。
阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。
请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。
两极产物 阴极——铜 阳极——氯气
氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Ｃu和Cl2呢？
CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-
CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2放出，带正电的Cu2+移向阴极，并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。
［投影］播放课前制作的多媒体课件，模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
小结：电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。
1、基本概念
(1) 电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
(2) 电解池：把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2：电解池的形成条件：
（1）连接外加直流电源
（2）电解质；电解质溶液或熔融的离子化合物．
（3）两个电极(材料为金属或石墨两极材料可相同或不同)
（4）两个电极要与电解质溶液接触并形成构成闭合回路。
注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定．
让学生独立书写电解CuCl2溶液的化学反应方程式。（可以请1—2名学生到黑板上书写，然后讲评）
CuCl2Cu＋Cl2↑
3、电解池的两极
电解池的两极是由与之相连的电源电极的极性决定的。
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
注意：惰性电极和活性电极]： 在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：
(1)惰性电极(C、Pt等)：只起导电作用，不参与反应；
(2)活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中．
电解质溶液是如何将电路沟通的呢？
4、电解池中的电子的移动方向
请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。
电子：电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极 →电源正极
电子流向：外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)．
电流方向：与电子流向相反．
由上面分析可知：电解质溶液的导电过程必须有阴阳离子的参与，如果溶液中的离子不参加反应，电路就不能沟通，所以电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。
5、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
阴极：阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H＋得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应．
阳极：阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH－)失去电子→电极的质量减轻或放出O2或析出非金属单质．
从上已知CuCl2溶液中存在的离子有：Cu２＋、Cl－、OH－、H＋为什么电解时，只有Cu２＋和Cl－放电？这要涉及到离子的放电顺序问题。
我们已经知道，金属和电解质溶液都能导电，金属的导电过程是物理变化，电解质溶液的导电过程是否与金属的导电过程相同呢？
6、离子的放电顺序
由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离子放电难易也不同。
(1)在阴极上．在阴极上发生的是得电子反应，因此，电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应，发生反应的是溶液中的阳离子，它们得电子的能力由易到难顺序为：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>H+（水）>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
说明：上列顺序中H＋有两个位置：在酸溶液中，H＋得电子能力在Cu2＋与Pb2＋之间；若在盐溶液中，则H＋位于Zn2＋与Ag＋之间．
常见阳离子：Ag+＞Hg2+＞H+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+
(2)在阳极上．首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中，即： ，此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况；若为惰性电极，溶液中的阴离子失电子的能力由弱到强顺序为：NO3－或SO42－等含氧酸根、OH－、Cl－、Br－、I－、S2－（：
常见阴离子：金属单质>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根NO3－>SO42－>F－
①电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
②我们还要注意的是要先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电极材料，则根据阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式
7、电极产物的判断
(1) 阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2) 阴极放电：溶液中的阳离子放电
8、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
1、看电极
2、判断阴阳离子种类，比较放电能力
3、确定微粒形式
4、总反应=阴+阳
首先要分清电极，并分析电极材料和电解质溶液中的阴阳离子，确定放电顺序，牢记三个守恒。电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式，且总反应中一定要注明条件。
练习：取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源。
现象：1a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色．
2、b电极与试纸接触处出现一个蓝圆。
3、灯泡亮。
结论：饱和NaCl溶液导电的同时发生了化学反应。
反应是如何发生的呢？与通电有何关系？
HCl溶液导电性实验。（分清通电前后离子的运动特征。）
通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+
阴离子：OH-、Cl-
通电后：（必须直流电）在电场的作用下，
H+移向与电源负极相连的电极，得到电子变成H2 ，发生还原反应。
Cl- 、OH-移向与电源正极相连的电极，Cl-放电能力（被氧化）强，失去电子变成Cl2，发生氧化反应。
总结： 1、与电源负极相连的电极——阴极
与电源正极相连的电极——阳极
2、饱和NaCl溶液在导电过程中必然生成氯气和氢气
下面，我们来重点介绍几组有代表性的电解池及其电极反应式的书写
用惰性电极电解烧杯里的溶液
1、电解含氧酸
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
通电
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后，酸的浓度增大，即[H+]增大，故溶液的PH减小。
2、电解无氧酸
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：2H++ 2e— = 2H2↑
通电
总的方程式：2HCl ===== H2↑+Cl2↑
结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)，溶质消耗。电解的结果消耗了HCl，即[H+]减小，溶液的PH增大。
3、电解可溶性碱
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓度增大，即[OH-]增大，故溶液的PH增大。
4、电解活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH不变，等于7。
5、电解不活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：Cu2+ + 2e— = Cu
总的方程式：CuCl2 ===== 2Cu + Cl2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)，溶质消耗。电解的结果使[Cu2+]减小，溶液的[H+]减小，溶液的PH略有增大。
Cu2+ +2H2OCu(OH)2 + 2H+
6、电解活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱，电解后溶液的PH增大。
7、电解不活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：Cu2+ + 2e— = Cu
总的方程式：2CuSO4 +2H2O ==== 2H2SO4+2Cu+O2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸，溶液的PH减小。
判断溶液中pH的变化，先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，如果只产生H2没有O2则pH变大。如果只产生O2而无H2，则pH变小。如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性则pH增大；若原溶液呈中性则pH 不变。如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7
8、电解规律（惰性电极）
①电解水型 ②电解质分解型③放氢生碱型④ 放氧生酸型
(1) 电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2) 电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3) 放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4) 放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
［练习］完成下列表格。
［小结］本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写课前所发放的表格，并注意比较。
［投影］1、电解与电离的比较
电离
电解
条件
电解质溶于水或熔化状态
电解质电离后，再通直流电
过程
电解质电离成为自由移动的离子
阴、阳离子定向移动，在两极上放电
举例
CuCl2 ==Cu2＋+2Cl―
CuCl2Cu＋Cl2↑
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化还原反应，形成新物质
联系
电解必须建立在电离的基础上
2、原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
举例
锌铜原电池
电解氯化铜溶液
形成条件
1、活泼性不同的两电极(用导线连接)
2、电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
3、形成闭合回路
1、两电极接直流电源
2、两电极插入电解质溶液中
3、形成闭合回路
电极名称
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)
由电极本身决定
阳极：与电源正极相连的极
阴极：与电源负极相连的极
由外加电源决定
电极反应
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电子流向
负极---导线---正极
电源负极—阴极
电源正极—阳极
能量转变
化学能转换为电能
电能转换为自由能
能否自发进行
反应能够自发进行
反应不能够自发进行
主要应用
1、金属电化腐蚀分析
2、金属牺牲阳极的阴极保护法
3、制造多种新化学电源
1、电解食盐水(氯碱工业)
2、冶炼活泼金属
3、电解精炼
实质
使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移形成电流
使电流通过电解质溶液而阴阳两极引起氧化还原反应的过程
板书：第四章 第三节 电解池(electrolytic cell)
一、电解原理
（1）电解原理： CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
（2）基本概念
（1）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叫做电解。
电解池：
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
（ 3）电解池
1、工作原理：
当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
CuCl2Cu＋Cl2↑
２、电解池的两极
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
３、电解池中的电子的移动方向
电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极 →电源正极
4、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
5、离子的放电顺序
阴极：阳离子：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>H+（水）>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极：阴离子：金属单质 > S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根NO3－>SO42－>F－
指活泼电极
6、电极产物的判断
(1) 阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2) 阴极放电：溶液中的阳离子放电
7、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
8、电解规律
(1) 电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2) 电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3) 放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4) 放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
作业：一、教材P83第1、3。二、完成学案练习；三、自主学习本节下一课时内容。
考点1 电解池的基本原理
例1、(全国理综Ⅱ卷)右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试液，下列实验现象中正确的是（ ）
A. 逸出气体的体积a电极的小于b电极的
B. 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C. a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色
D. a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
解答：1电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水。 b极为阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑， a极为阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑ ，a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错。答案选D。
例2、（上海卷）取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( )
A．b电极是阴极 B．a电极与电源的正极相连 C．电解过程中水是氧化剂 D．b电
解答：2 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极负极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－-2e－ ===Cl2↑，b为阴极，2H2O－4e－ ===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。答案选D。
随堂练习
一、１、通电前，CuCl2溶液中存在
阳离子： 阴离子：
２、如图所示：与电源正极相连的电极叫 极，
与电源负极相连的电极叫 极。
３、通电后，溶液中的离子如何运动？
阳离子向 极移动，阴离子向 极移动
４、预测一下将发生怎样的电极反应？
在阴极上发生电极反应（或者说放电）的离子是 ；在阴极上放电的离子是
５、给CuCl2溶液通电时现象：阴极上 ，经检验该物质是 。
阳极上： ，经检验该物质是 。
６、电极反应式：
阳极： 反应类型： 反应。
阴极： 反应类型： 反应。
总反应式：
７、过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极，氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。
二、 构成电解池的条件：
① ② ③ ④ 判断下列装置是否属于电解池：
三、 电解质溶液电解规律
实例
电极反应
PH变化
使电解质溶液复原
电解溶剂型
含氧酸 H2SO4
阴极：
阳极：
总反应：
强碱 NaOH
活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4
电解溶质型
无氧酸 HCl
阴极：
阳极：
总反应：
不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2
阴极：
阳极：
总反应：
溶剂和溶质均被电解型
活泼金属的无氧酸盐 NaCl
阴极：
阳极：
总反应：
不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4
阴极：
阳极：
总反应：
第四章 电化学基础 电解池（二课时）第二课时
教学目标： 1.使学生深入理解电解原理 。2、电解原理的应用。
教学重点：电解原理及其应用
教学难点：电解原理及其应用
教学过程：
引言：上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例. 知识回顾：
一、电解原理：
1. 在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极。
在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。
对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？ 。水电离出少量的H＋和OH－－在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的
两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。
2. 电解的基本原理
二、电解电极反应的分析
1.基本思路：明确溶液中含有 → → 根据阳极 ，
阴极 分析得出产物
2、放电顺序
阴极上：由于阴极上要 电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。
金属越不活泼，对应阳离子氧化性越 ，越 得电子。
由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：
金属活动顺序表
Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…
、 、 、 、 、 等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是 极。
阳极上：①活性材料作电极时：金属在阳极 电子被 成 离子进人溶液， 离子容易在电极上放电
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：
S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或碱） 最高价含氧酸根离子 F－
3、电极方程式的书写（以电解CuSO4为例）
①标出电极名称—阴极或阳极；分析、比较出阴阳极的放电离子
②写出电极方程式：
阳极： ；反应类型： 反应。
阴极： ；反应类型： 反应。
阴、阳两极中得、失电子的总数要 ，每一极上都要满足 和 守恒，
③两极半反应相加得总方程式；
练习：用石墨电极电解下列电解质溶液，写出其电极反应式（注意得失电子的顺序）
1、ZnSO4:
阴极： 阳极
总方程式：
2、KCl
阴极： 阳极
总方程式：
二、电解原理的应用：
1、电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱（氯碱工业）
阅读P80——81完成下列问题：
电解 制 、 和 。
食盐溶液中，含有的离子包括
根据离子放电顺序：阳离子：
阴离子：
通电（电解）现象：
阳极：
阴极：
电极反应方程式：
阳极： （ ）反应
阴极： （ ）反应
总方程式
该电解池（槽）中阳极用 电极（金属、惰性）
思考：1）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等杂质，需要先进行精制。如加 除Ca2+，加 除Mg2+、Fe3+，加 除SO42-。具体操作步骤为：
2）实际的电解槽在阴阳两极之间加一层阳离子交换膜
基本作用：
2、电镀：
阅读P81电镀
电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀的目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属（铬、镍、银）和合金（黄铜）
电镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，
用含有 作电镀液。
电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
例：在铁制品上镀铜：如果要在铁制品上镀铜就是要使铜先溶解后再覆盖在铁制品上。 学生分析、选择在铁制品上镀铜装置的阴极材料、阳极材料和电镀液。 阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO4溶液 请学生独立书写电镀铜过程中所发生的电极反应方程式。 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu 阳极：Cu－2e－＝Cu2+
CuSO4溶液浓度基本保持不变。 电镀装置中，阴极材料、阳极材料和电镀液的选择原则。 电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 练习：如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电 极反应方程式。
电镀可以用在精练铜：
铜的精炼（粗铜————99。95%----99。98%）
以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小
电解时，通常把 作阴极，粗铜中通常含有（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属）把 作阳极，用含有 作电镀液。
电极反应：阳极： ；
；
阴极：
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成
工业上为什么要对粗铜进行电解精炼过程：
粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。 请学生讨论分析电解液中离子的种类，通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应。 CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四种离子,通电后Cu2+、H+移向阴极，SO42-、OH-移向阳极，阴极上Cu2+放电变成Cu聚集在阴极板（精铜）上。 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu SO42-和OH-虽然移向了阳极，但是由于阳极板（粗铜）表面的Cu原子失电子能力强于二者，故阳极上Cu原子失电子被溶解。 阳极：Cu－2e－＝Cu2+ 粗铜中所含的杂质（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？ 比铜活泼的金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而被溶解掉。如： Zn－2e＝Zn2+ Ni－2e＝Ni2+ 由于这些离子比Cu难以还原，故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。 比铜不活泼的金属杂质，在铜失电子溶解时,不能失电子而溶解，故它们以单质形式沉积于电解槽底部，形成阳极泥。 比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中 比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥 电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电冶金
金属冶炼是矿石中的金属阳离子获得电子，被还原成金属单质。
Mn+ + ne- === M
对于 、 、 、 这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。
例：工业制取金属钠：电解熔融的氯化钠——得到钠
NaCl在高温（801oC）下熔融，关电离：NaCl == Na+ + Cl-
通电电解发生反应：阴极：2Na+ + 2e == 2Na
阳极：2Cl- + 2e- == Cl2
电解
总反应式：2NaCl（熔融）======= 2Na + Cl2
设备：P82图4-13
电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、CaCl2可得到金属单质。
工业上用电解 的方法制取金属钙（CaCl2)，方程式
工业上用电解 的方法制取金属镁(MgCl2)，方程式
工业上用电解 的方法制取金属铝(Al2O3)，方程式
小结：
总结：板书设计：
电解原理的应用：
1、电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱（氯碱工业）
阳极：2Cl- - 2e- === Cl2 ↑ (氧化反应）
阴极：2H+ + 2e- === H2 ↑ (还原反应）
电解
总反应式：2NaCl + 2H2O ===== 2NaOH + H2 ↑+ Cl2 ↑
电镀
电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
3、电冶金
金属冶炼是矿石中的金属阳离子获得电子，被还原成金属单质。
Mn+ + ne- === M
工业制取金属钠：
通电电解发生反应：阴极：2Na+ + 2e == 2Na
阳极：2Cl- + 2e- == Cl2
电解
总反应式：2NaCl（熔融）======= 2Na + Cl2
作业：一、完成教材P83第2、4、5、6；二、完成学案本节内容；三、自主学习下一节。
练习：电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是 ，电极反应式是 。
② Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
考点2 与电解有关的计算
例1、(全国理综Ⅰ卷) 电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ）
A.0.10mol/L Ag+ B. 0.20mol/L Zn2+ C. 0.20mol/L Cu2+ D. 0.20mol/L Pb2+
解答：题目中涉及到了五种阳离子，当电解时，其放电的先后顺序是：Ag+ 、Cu2+ 、H+ 、Pb2+ 、Zn2+，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量依次是：Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g;Cu:0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g;
Pb:(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05 g; Zn: (0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g。答案选C.
例2、.用Pt电极电解AgF(aq)，电流强度为a A，通电时间为t min，阴极增重m g，阳极上生成标准状况下的纯净气体V L，以q C表示一个电子的电量，Mr表示Ag的相对原子质量，则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A.mol－1 B.mol－1
C. D.以上答案都不对
解答： .若认为逸出气体是F2，则会误选A；若粗心未把t min转化为60t s进行计算，则会误选B；若忽视单位则会误选C。正确答案应是：mol－1
考点3 电解的综合应用
例3、（广东卷） LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：
FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含U导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（ ）
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B放电时电池内部Li向负极移动.
C.充电过程中，电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4
解答：放电时，负极：Li -- e- ==Li+，正极：FePO4 + Li+ + e- == LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4 -- e- == FePO4 + Li+ 阴极：Li+ + e- == Li，所以易知C.D正确。若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+应（正电荷）在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。答案选CD。
例题4、（北京卷）据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
A.正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－ B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
解答：在碱性条件下，通入O2的一极发生还原反应，该极作原电池的正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－；通入H2的一极发生氧化反应，该极作原电池的负极，负极反应式为：2H2-4e－=4H+；两极保证得失电子守恒相加得到总的电极反应：2H2+O2=2H2O，在放电过程中，只是H2、O2参加反应，KOH是电解液不参加反应物质的量不变，但在整过过程中不断产生水，KOH浓度不断减小。用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2。由电解池的原理知道电解方程式为：CuCl2Cu+Cl2↑产生1molCl2转移2mol电子， ，所以D错误，答案选D。
考点4 电解池的相关实验
例5、某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图24—1。
②强度为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。
试回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)
E接___，C接__，___接F。实验线路中的电流方向为_____→______→_____→C→_____→______
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式_____，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为_____，相应的离子方程式是______。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19 C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=____________。
图24—1
命题意图：考查学生对电解原理的理解及完成电解实验的能力。知识依托：电解原理。
解题思路：(1)B电极上应产生Cl2： 2Cl－－2e－====Cl2↑
B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
(2)B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
(3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A电极材料刮下，故②⑤两步须排除在外。
(4)由电学知识，可求电量Q：Q=I A×t s=It C
由此可求出通过的电子个数：N(e－)=
其物质的量为：n(e－)=
而电子个数与Cu的关系为：Cu2＋＋2e－====Cu
根据生成Cu m g得： =×NA可求。答案：(1)D A B F B A D E
(2)2Cl－－2e－====Cl2↑ 变蓝色 Cl2＋2I－====2Cl－＋I2↓ (3)①③④⑥ (4)NA=mol－1
例6、.用图24—2所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。则：
(1)A中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)在B中观察到的现象是________、________、________。
(3)室温下，若从电解开始到时间t s，A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000 mL，则A溶液的pH为______。 图24—2
答案：可以认为线路中串联了3个电解池。
当选定一个为研究对象时，另外的2个可看作是线路或是电阻。
先选定湿润的淀粉KI试纸为研究对象。由于C端变为蓝色，可知C端有I2生成：2I－－2e－====I2
I2使淀粉变蓝色。该反应是在电解池的阳极发生的反应，由此可以断定外接电源的E端为负极，F端为正极。
(1)(2)选A(或B)为研究对象，可忽略B(或A)和淀粉KI试纸的存在。
(3)由题意可得如下关系式：4H＋~O2＋2H2
根据气体的体积可求出n(H＋)、c(H＋)及pH。
答案：(1)4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)石墨极有气泡产生 Cu极周围变蓝色 溶液中有蓝色沉淀生成
第三节 电解池复习教案（第一课时）
考纲要求：1、了解电解池的工作原理
能写出电极反应和电池反应方程式
教学过程：
什么叫电解？电解过程中能量是怎样转化的？
2、具备什么样的条件才能形成电解池？电解池中的电极是怎样确定的？各个极与电子的流向有什么样的关系？离子是怎样移动的？
3、什么叫电极反应？以石墨为电极，电解NaCl溶液，写出其电极反应式、总反应式。总结电解质溶液中离子放电规律。
4、电解精炼铜的反应中，阳极是什么物质？阴极是什么物质？电解质溶液中必须含有的物质的成分是什么？写出阴极、阳极反应式。
5、在电镀池中，阳极是什么物质？阴极是什么物质？电镀液一定含有的物质成分是什么？镀铜与电解精炼铜有什么相同点？有什么不同点？
答案：1、在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。在电解过程中，电源向反应体系提供电能，电能转化为化学能而“储存”在反应产物中。
2、电解池是由直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质组成；发生氧化反应的电极叫阳极，发生还原反应的电极叫阴极；电子从直流电源负极流出，流向阴极，电解质溶液中阳离子移向阴极获的电子，阴离子移向阳极并在阳极释放电子，电子从阳极流向直流电源正极。
3、在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个电极上分别进行，这样在每个电极上进行的氧化还原反应的半反应叫电极反应。阴极：2H++2e-→H2↑；阳极：2Cl-→Cl2↑+2e-；总反应：2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑
4、粗铜作为阳极，精铜作为阴极，电解质溶液必须含有Cu2+，阴极：Cu2++2e-→Cu（精铜）；阳极：Cu（粗铜）→Cu2++2e-
5、在电镀池中，镀件做阴极，镀层金属或惰性电极做阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液。
1. 电离与电解的比较
电 离
电 解
条件
过程
举例
特点
联系
2、原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
原理（能量转化）
使氧化还原反应中电子的转移做定向移动，从而形成电流。把 能转化为 能的装置叫原电池
使电流通过电解质溶液在阴阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。把 能转化为
能的装置叫电解池
举例（图）
形成条件
①
②
③
电极名称
反应类型
电极反应
装置特征 异
同
是否自发进行
电子流向
溶液中离子的移动
例题精析：
例1．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后，发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是
a极板 b极板 X电极 Z溶液
A．锌 石墨 负极 CuSO4
B．石墨 石墨 负极 NaOH
C．银 铁 正极 AgNO3
D．铜 石墨 负极 CuCl2
例2．1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，c（SO）=2mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K＋）为
A．0.5mol·L－1 B．1mol·L－1
C．1.5mol·L－1 D．2mol·L－1
例3．下图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空：
X的电极名称是___________极，
发生的电极反应式为___________，
Y极的电极材料是___________。
检验X极的产物方法是___________。
（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是___________（填化学式）。其形成原因是___________，该沉淀在空气中放置，现象是______________________。
（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图）其目的是___________，阳极室（A处）加入___________，阴极室（B处）加入___________，离子交换膜只许___________离子通过。
【课堂检测】
1．家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创新”应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大量气泡。切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，跟发生器直接有关的反应是
A．2NaCl2Na＋Cl2↑ B．H2＋Cl2===2HCl
C．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O D．NaClO＋HCl===NaCl＋HClO
2．用惰性电极电解2L1mol·L－1的CuSO4溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换电源的正负电极，电路中又通过0.1mol电子，此时溶液中的c（H＋）是（假设通电后溶液的体积不变）
A．0.2mol·L－1 B．0.25mol·L－1 C．0.5mol·L－1 D．0.6mol·L－1
3、在一堂电化学的实验课上，老师布置了一个课题：利用直流电源，自选其他实验用品，设计一个实验，以实现“Cu+2H+=Cu2++H2↑”反应。（1）请你在右图的方框中补充画出能实现该反应的简易的实验装置示意图（标明所用其他实验用品）（2）实验结束后，有同学观察到各组实验最终所得溶液的颜色不尽相同，有的溶液呈蓝色，有的呈绿色，有的呈蓝绿色等。经询问老师得知，呈绿色或蓝绿色的溶液中，有如下平衡：[Cu（H2O）4]2+（蓝色）+4Cl-==[CuCl4]2-（黄色）+4H2O请你应用平衡移动原理，设计一个简单的实验方案，验证某绿色溶液中存在上述平衡。
采用惰性电极从NO、H＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中，选出适当的离子，
组成电解质，对其溶液进行电解：
①两极分别放出H2和O2，电解质的化学式是_________________。
②阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式是___________。
③两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式是___________。
电解池跟踪测试
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每题4分，共36分）
1．用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是
A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl
2．下列关于铜电极的叙述正确的是
A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
3．电解水时为了增强其导电性不应加入的电解质是
A．NaOH B．CuSO4 C．H2SO4 D．KNO3
4．当两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，在阳极上的产物是
A．只有银 B．银和氧气 C．只有氢气 D．上述都不对
5．用惰性电极电解某金属硫酸盐溶液时，在阴极上析出a g金属，同时在阳极上放出0.8g气体，如果该金属的相对原子质量为b，则其化合价是
A．a·b B． C． D．
6．目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β″—Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为：2Na＋xSNa2Sx，以下说法正确的是
A．放电时，钠作正极，硫作负极 B．放电时，钠极发生还原反应
C．充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连
D．充电时，阳极发生的反应是：S－2e－===xS
7．下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法中正确的是
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．CuSO4溶液的pH保持不变
8．将含有0.400molCu（NO3）2和0.400molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.300molCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为
A．3.36L B．6.72L C．5.60L D．大于5.60L，小于6.72L
9．用惰性电极电解Fe2（SO4）3和CuSO4的混合液，且已知Fe2（SO4）3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，下列说法正确的是
A．阴极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu，当有Cu2＋存在时Fe3＋不放电
B．阴极上首先析出铁，然后析出铜
C．首先被电解的是Fe2（SO4）3和H2O，后被电解的是CuSO4和H2O
D．阴极上不可能析出铜
二、非选择题（共36分）
10、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视、可用Li2CO3和Na2CO3的确良熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得650℃下工作的燃料电池，完成下列反应式：阴极 ，阳极：2CO+2CO32-=4CO2+4e-总反应 。
11、如图电解装置中，电极A是金属M制成的，B、C和D都是铂电极，甲中的电解质溶液为MSO4，乙中的电解质为H2SO4。E、F是外接直流电源的两极，电路接通后，电极B上有金属M析出。（已知金属M化合价无变化）
（1）电池中E是 极，F是 极。
（2）A极上电极反应为 ，
B极上电极反应为 ，
C极上电极反应为 ，
D极上电极反应为
当电路中通过2.408×1022个电子时停止电解，发现B
极上析出1.27gM，则金属M的相对原子质量为
（4）如果再将外接直流电源的正负极交换接入原电路，
当通过1mol电子后，B极的电极反应为 。
12．有一硝酸盐晶体，化学式为M（NO3）x·nH2O，经测定知相对分子质量为242。将2.42g该晶体溶于水配成200mL溶液，将此溶液置于装有惰性电极的电解池中进行电解。若有0.02mol电子转移给金属离子时，溶液中金属离子全部析出，经称量，阴极增重0.64g。试计算：
（1）金属M的相对原子质量及x和n的值各是多少？
若电解时溶液体积变化可忽略不计，则电解后溶液的pH是多少？
【例题精析】例1：选A例2：选D
例3：（1）阳 2Cl－－2e－===Cl2↑ Fe 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生?（2）Fe（OH）2 铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe（OH）2 先变灰绿色，后变红褐色?（3）防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯 饱和食盐水 纯水（或NaOH稀溶液） Na＋?
【课堂检测】
1、C 2、A 3、（1）
（2）加NaCl固体（浓盐酸），观察到溶液颜色变黄绿色
（或黄色），上述平衡向右移动（或加水，观察到溶液颜
色变蓝，上述平衡向左移动；或加入少量AgNO3溶液，
有白色沉淀，溶液颜色变蓝，上述平衡向左移动）
4．①HNO3、Ba（NO3）2 ②AgNO3③HCl、BaCl2
电解池跟踪测试答案：1、C 2、C 3、B 4、D 5、D 6、D 7、A 8、C 9、C
10、阴极：O2+2CO2+4e-=2CO32- 总反应：2CO+O2=2CO2
11、（1）正，负 （2）M→M2++2e-，M2++2e-→M，4OH-→2H2O+O2↑+4e-，4H++4e-→H2↑（3）63.5 （4）4OH-→2H2O+O2↑+4e-
12．（1）64 x=2 n=3 （2）pH=1?
电解池检测题
一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分。每小题只有一个选项符合题意）
1． （原创）下列有关电解原理的说法不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极
B．电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极
C．对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法
D．电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极
2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于还原反应的是 （ ）
A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
3．．（原创）用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生标准状况下67.2L气体时，从溶液中析出64.4g Na2SO4?10H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是 ( )
A．64.7％ B．47.5％ C． 32.2％ D．28.3％
4． （原创）在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同时有W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下，下列说法不正确的是（ ）
A．电解过程中共消耗2amol水B．剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生
C．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+18a) ×100％
D．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+36a) ×100％
5． 某溶液中含有两种溶质AlCl3和H2SO4，它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可分为若干个阶段，下列叙述不正确的是( )
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解
6．（改编）关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉试液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液仍无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况
7．（原创）下图是电解精炼铜装置，其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不正确的是
A．c为粗铜板、d为纯铜板
B． 电解过程中，SO42-浓度几乎不变
C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
D． 电解过程中，c电极板附近沉积不溶物，d电极板质量增加
8、（改编）用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是
CuCl2[CuCl2溶液] B．AgNO3[Ag2O]
C．NaCl[HCl溶液] D．CuSO4[Cu(OH)2]
9．PH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
10．（改编）在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e-→Ag在电极上放电，若析出银的质量为3.24g，则析出铜的质量为
A．6.48g B． 1.92g C． 1.28g D．0.96g
第Ⅱ卷 （非选择题，共40分）
三、（本题包括3小题，共40分）
11．从NO3-、SO42-、Cl-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是 。
12．室温下某金属为液态，当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时，阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时，阳极可得1 mol的气体产物，则此气体的产物是 (填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是 ,其阴极上所发生的还原反应方程式是： 。
13．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式为 ；
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大；其原因是 ；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品 （填写“A”或“B”）导出。
14．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；
电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸。接要求回答下列问题：
①电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因 。
②若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？ ，
若能，请写出电极反应式，
负极 ，
正极 。
③若电极反应为：Cu+2H+= Cu2++H2↑，请在右边框图内画出实
现该反应的装置图（运用题目所给材料和药品）。
电解池检测题答案与解析：
1． A 【解析】A中电解饱和食盐水时，Fe不可作阳极，否则Fe-2e=Fe2+，则OH-不能失电子。
2． B 【解析】原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。所以B正确。
3． D 【解析】Na2SO4是强酸强碱盐，电解该溶液实质上是电解水。2H2O 2H2↑+O2↑
共产生6个2L气体时，
则被电解的水为
据电解前后溶液均为饱和溶液，可选出D答案。
4． C 【解析】
用铜电极电解时：阳极 Cu-2e- =Cu2+ 阴极 2H++2e=H2↑
电池总反应式：Cu+2H2O Cu(OH)2↓+H2↑
所以，A、B均正确。
剩余溶液中溶质的质量分数=
所以不正确的是C。
5．D 【解析】 以石墨作电极电解混和液时，第一阶段发生如下电极反应 2Cl--2e-=Cl2↑ 第二阶段， 2Cl- -2e- =Cl2↑
2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 此时H+是 由水电离得到的 第三阶段 4OH—4e- =2H2O+O2↑
6． B 【解析】电极反应式为 2Cl- -2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑(H+由水提供) 所以，A错，B正确，C中阴极显碱性，滴酚酞应变红色。 D中电解一段时间，加入氯化氢可复原。D不正确。
7． C 【解析】C与电源正极相连为C为粗铜，d为纯铜，A正确电极反应式为 Cu-2e- =Cu2+ 所以，SO42-浓度几乎不变，B正确Cu2++2e-=Cu粗铜中含杂质，所以粗铜减少的质量多于析出的纯铜，C错，D正确。
8． B 【解析】 复原的原则是出来什么，加回什么，所以应选B。
9．【解析】 A
B和C的H+变大，PH变小，D电解水，PH不变
10．【解析】 D
11．BaCl2 、 HCl
【解析】 两极均放出气体，阳离子不可选Cu2+、Ag+，只能选出H+和Ba2+；阴离子可选NO3-、SO42-、Cl-。放出气体体积比为1:1，不能为电解水。所以只能用HCl和BaCl2溶液，不用含氧酸及其盐溶液。
12．O2 Hg2(NO3)2 Hg22+＋2e－＝2Hg
【解析】电解硝酸盐时阳极发生的反应为4OH- -4e- = 2H2O+O2↑产生1molO2需转移4mol电子，则金属阳离子也产生4mole-，金属又为负价。所以，该盐必为Hg2(NO3)2，阴极反应为2Hg22++4e-=4Hg。
13．①4OH－–4e－＝2H2O+O2↑
②H+放电，促进H2O的电离，从而使OH－浓度增大
③B
【解析】电解时，含氧酸根放电顺序在OH-放电之后，所以阳极反应式4OH- -4e- =2H2O+O2↑；电解开始后，阴极反应式：4H++4e-=2H2↑，H+由水提供，所以PH升高。B出口得到除杂后的KOH溶液。
14．①构成原电池，负极铝加快腐蚀
②能 Cu–2e－ == Cu2+ 2Fe3++2e－＝2Fe2+
③见下图（其他合理答案均得分）
【解析】(1)满足形式原电池的条件，可形成原电池，导致铝腐蚀加快。
(2)能。负极材料失电子：Cu-2e- =Cu2+
正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+
设计时Cu做负极材料，电解质溶液中能提供
H+失电子，不能有氧化性强于H+的粒子。
教学目标：1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化；2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。
教学重点：理解电解原理和惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
教学难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断，电解原理的应用。
教学过程：
引入：1799年，当意大利人发明了最原始的电池---伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家载维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于产生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的。这其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的呢？ 电能如何才能转变成化学能呢？
一、电解原理
［实验４—2］（也可将该实验分三步实施），并观察、记录实验现象。教师巡回指导。
(1) 将两要碳棒分别插进U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(2) 将两根碳棒用导线相连后，浸入U型管内的CuCl2溶液中，观察现象
现象：碳棒表面无明显现象
(3) 将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入U型管内的CuCl2溶液中，接通电源，观察现象
实验现象：阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。
阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。
请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。
两极产物 阴极——铜 阳极——氯气
氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Ｃu和Cl2呢？
CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-
CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2放出，带正电的Cu2+移向阴极，并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。
［投影］播放课前制作的多媒体课件，模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
小结：电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。
1、基本概念
(1) 电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
(2) 电解池：把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2：电解池的形成条件：
（1）连接外加直流电源
（2）电解质；电解质溶液或熔融的离子化合物．
（3）两个电极(材料为金属或石墨两极材料可相同或不同)
（4）两个电极要与电解质溶液接触并形成构成闭合回路。
注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定．
让学生独立书写电解CuCl2溶液的化学反应方程式。（可以请1—2名学生到黑板上书写，然后讲评）
CuCl2Cu＋Cl2↑
3、电解池的两极
电解池的两极是由与之相连的电源电极的极性决定的。
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
注意：惰性电极和活性电极]： 在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：
(1)惰性电极(C、Pt等)：只起导电作用，不参与反应；
(2)活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中．
电解质溶液是如何将电路沟通的呢？
4、电解池中的电子的移动方向
请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。
电子：电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极 →电源正极
电子流向：外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)．
电流方向：与电子流向相反．
由上面分析可知：电解质溶液的导电过程必须有阴阳离子的参与，如果溶液中的离子不参加反应，电路就不能沟通，所以电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。
5、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
阴极：阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H＋得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应．
阳极：阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH－)失去电子→电极的质量减轻或放出O2或析出非金属单质．
从上已知CuCl2溶液中存在的离子有：Cu２＋、Cl－、OH－、H＋为什么电解时，只有Cu２＋和Cl－放电？这要涉及到离子的放电顺序问题。
我们已经知道，金属和电解质溶液都能导电，金属的导电过程是物理变化，电解质溶液的导电过程是否与金属的导电过程相同呢？
6、离子的放电顺序
由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离子放电难易也不同。
(1)在阴极上．在阴极上发生的是得电子反应，因此，电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应，发生反应的是溶液中的阳离子，它们得电子的能力由易到难顺序为：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>H+（水）>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
说明：上列顺序中H＋有两个位置：在酸溶液中，H＋得电子能力在Cu2＋与Pb2＋之间；若在盐溶液中，则H＋位于Zn2＋与Ag＋之间．
常见阳离子：Ag+＞Hg2+＞H+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+
(2)在阳极上．首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中，即： ，此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况；若为惰性电极，溶液中的阴离子失电子的能力由弱到强顺序为：NO3－或SO42－等含氧酸根、OH－、Cl－、Br－、I－、S2－（：
常见阴离子：金属单质>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根NO3－>SO42－>F－
①电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
②我们还要注意的是要先看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电极材料，则根据阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式
7、电极产物的判断
(1) 阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2) 阴极放电：溶液中的阳离子放电
8、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
1、看电极
2、判断阴阳离子种类，比较放电能力
3、确定微粒形式
4、总反应=阴+阳
首先要分清电极，并分析电极材料和电解质溶液中的阴阳离子，确定放电顺序，牢记三个守恒。电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式，且总反应中一定要注明条件。
练习：取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源。
现象：1a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色．
2、b电极与试纸接触处出现一个蓝圆。
3、灯泡亮。
结论：饱和NaCl溶液导电的同时发生了化学反应。
反应是如何发生的呢？与通电有何关系？
HCl溶液导电性实验。（分清通电前后离子的运动特征。）
通电前：分析电解质溶液中的离子情况
阳离子：H+
阴离子：OH-、Cl-
通电后：（必须直流电）在电场的作用下，
H+移向与电源负极相连的电极，得到电子变成H2 ，发生还原反应。
Cl- 、OH-移向与电源正极相连的电极，Cl-放电能力（被氧化）强，失去电子变成Cl2，发生氧化反应。
总结： 1、与电源负极相连的电极——阴极
与电源正极相连的电极——阳极
2、饱和NaCl溶液在导电过程中必然生成氯气和氢气
下面，我们来重点介绍几组有代表性的电解池及其电极反应式的书写
用惰性电极电解烧杯里的溶液
1、电解含氧酸
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
通电
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后，酸的浓度增大，即[H+]增大，故溶液的PH减小。
2、电解无氧酸
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：2H++ 2e— = 2H2↑
通电
总的方程式：2HCl ===== H2↑+Cl2↑
结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)，溶质消耗。电解的结果消耗了HCl，即[H+]减小，溶液的PH增大。
3、电解可溶性碱
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓度增大，即[OH-]增大，故溶液的PH增大。
4、电解活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2H2O ===== 2H2↑+O2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。电解后溶液的PH不变，等于7。
5、电解不活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：Cu2+ + 2e— = Cu
总的方程式：CuCl2 ===== 2Cu + Cl2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)，溶质消耗。电解的结果使[Cu2+]减小，溶液的[H+]减小，溶液的PH略有增大。
Cu2+ +2H2OCu(OH)2 + 2H+
6、电解活泼金属的无氧酸盐
阳极：2Cl— —2e— = Cl2↑
阴极：4H++ 4e— = 2H2↑
总的方程式：2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成碱，电解后溶液的PH增大。
7、电解不活泼金属的含氧酸盐
阳极：4OH— —4e— = 2H2O+O2↑
阴极：Cu2+ + 2e— = Cu
总的方程式：2CuSO4 +2H2O ==== 2H2SO4+2Cu+O2↑
结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同时消耗。电解的结果生成酸，溶液的PH减小。
判断溶液中pH的变化，先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，如果只产生H2没有O2则pH变大。如果只产生O2而无H2，则pH变小。如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性则pH增大；若原溶液呈中性则pH 不变。如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7
8、电解规律（惰性电极）
①电解水型 ②电解质分解型③放氢生碱型④ 放氧生酸型
(1) 电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2) 电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3) 放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4) 放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
［练习］完成下列表格。
［小结］本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写课前所发放的表格，并注意比较。
［投影］1、电解与电离的比较
电离
电解
条件
电解质溶于水或熔化状态
电解质电离后，再通直流电
过程
电解质电离成为自由移动的离子
阴、阳离子定向移动，在两极上放电
举例
CuCl2 ==Cu2＋+2Cl―
CuCl2Cu＋Cl2↑
特点
只产生自由移动的离子
发生氧化还原反应，形成新物质
联系
电解必须建立在电离的基础上
2、原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
举例
锌铜原电池
电解氯化铜溶液
形成条件
1、活泼性不同的两电极(用导线连接)
2、电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
3、形成闭合回路
1、两电极接直流电源
2、两电极插入电解质溶液中
3、形成闭合回路
电极名称
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)
由电极本身决定
阳极：与电源正极相连的极
阴极：与电源负极相连的极
由外加电源决定
电极反应
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电子流向
负极---导线---正极
电源负极—阴极
电源正极—阳极
能量转变
化学能转换为电能
电能转换为自由能
能否自发进行
反应能够自发进行
反应不能够自发进行
主要应用
1、金属电化腐蚀分析
2、金属牺牲阳极的阴极保护法
3、制造多种新化学电源
1、电解食盐水(氯碱工业)
2、冶炼活泼金属
3、电解精炼
实质
使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移形成电流
使电流通过电解质溶液而阴阳两极引起氧化还原反应的过程
板书：第四章 第三节 电解池(electrolytic cell)
一、电解原理
（1）电解原理： CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
（2）基本概念
（1）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叫做电解。
电解池：
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
（ 3）电解池
1、工作原理：
当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
CuCl2Cu＋Cl2↑
２、电解池的两极
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
３、电解池中的电子的移动方向
电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被还原） 电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极 →电源正极
4、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
5、离子的放电顺序
阴极：阳离子：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>H+（水）>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极：阴离子：金属单质 > S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根NO3－>SO42－>F－
指活泼电极
6、电极产物的判断
(1) 阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―
(2) 阴极放电：溶液中的阳离子放电
7、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。
8、电解规律
(1) 电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的电解，水不参加反应
(2) 电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的电解，只有水参加
(3) 放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大
(4) 放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电离的阳离子和水电离的OH―离子放电，溶质和水都参加反应，pH减小。
作业：一、教材P83第1、3。二、完成学案练习；三、自主学习本节下一课时内容。
考点1 电解池的基本原理
例1、(全国理综Ⅱ卷)右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试液，下列实验现象中正确的是（ ）
A. 逸出气体的体积a电极的小于b电极的
B. 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C. a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色
D. a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色
解答：1电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水。 b极为阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑， a极为阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑ ，a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错。答案选D。
例2、（上海卷）取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( )
A．b电极是阴极 B．a电极与电源的正极相连 C．电解过程中水是氧化剂 D．b电
解答：2 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极负极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－-2e－ ===Cl2↑，b为阴极，2H2O－4e－ ===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。答案选D。
随堂练习
一、１、通电前，CuCl2溶液中存在
阳离子： 阴离子：
２、如图所示：与电源正极相连的电极叫 极，
与电源负极相连的电极叫 极。
３、通电后，溶液中的离子如何运动？
阳离子向 极移动，阴离子向 极移动
４、预测一下将发生怎样的电极反应？
在阴极上发生电极反应（或者说放电）的离子是 ；在阴极上放电的离子是
５、给CuCl2溶液通电时现象：阴极上 ，经检验该物质是 。
阳极上： ，经检验该物质是 。
６、电极反应式：
阳极： 反应类型： 反应。
阴极： 反应类型： 反应。
总反应式：
７、过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极，氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。
二、 构成电解池的条件：
① ② ③ ④ 判断下列装置是否属于电解池：
三、 电解质溶液电解规律
实例
电极反应
PH变化
使电解质溶液复原
电解溶剂型
含氧酸 H2SO4
阴极：
阳极：
总反应：
强碱 NaOH
活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4
电解溶质型
无氧酸 HCl
阴极：
阳极：
总反应：
不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2
阴极：
阳极：
总反应：
溶剂和溶质均被电解型
活泼金属的无氧酸盐 NaCl
阴极：
阳极：
总反应：
不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4
阴极：
阳极：
总反应：
第四章 电化学基础 电解池（二课时）第二课时
教学目标： 1.使学生深入理解电解原理 。2、电解原理的应用。
教学重点：电解原理及其应用
教学难点：电解原理及其应用
教学过程：
引言：上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的事例. 知识回顾：
一、电解原理：
1. 在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极。
在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。
对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？ 。水电离出少量的H＋和OH－－在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的
两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。
2. 电解的基本原理
二、电解电极反应的分析
1.基本思路：明确溶液中含有 → → 根据阳极 ，
阴极 分析得出产物
2、放电顺序
阴极上：由于阴极上要 电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，因此只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。
金属越不活泼，对应阳离子氧化性越 ，越 得电子。
由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：
金属活动顺序表
Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…
、 、 、 、 、 等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是 极。
阳极上：①活性材料作电极时：金属在阳极 电子被 成 离子进人溶液， 离子容易在电极上放电
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：
S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或碱） 最高价含氧酸根离子 F－
3、电极方程式的书写（以电解CuSO4为例）
①标出电极名称—阴极或阳极；分析、比较出阴阳极的放电离子
②写出电极方程式：
阳极： ；反应类型： 反应。
阴极： ；反应类型： 反应。
阴、阳两极中得、失电子的总数要 ，每一极上都要满足 和 守恒，
③两极半反应相加得总方程式；
练习：用石墨电极电解下列电解质溶液，写出其电极反应式（注意得失电子的顺序）
1、ZnSO4:
阴极： 阳极
总方程式：
2、KCl
阴极： 阳极
总方程式：
二、电解原理的应用：
1、电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱（氯碱工业）
阅读P80——81完成下列问题：
电解 制 、 和 。
食盐溶液中，含有的离子包括
根据离子放电顺序：阳离子：
阴离子：
通电（电解）现象：
阳极：
阴极：
电极反应方程式：
阳极： （ ）反应
阴极： （ ）反应
总方程式
该电解池（槽）中阳极用 电极（金属、惰性）
思考：1）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等杂质，需要先进行精制。如加 除Ca2+，加 除Mg2+、Fe3+，加 除SO42-。具体操作步骤为：
2）实际的电解槽在阴阳两极之间加一层阳离子交换膜
基本作用：
2、电镀：
阅读P81电镀
电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀的目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属（铬、镍、银）和合金（黄铜）
电镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，
用含有 作电镀液。
电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
例：在铁制品上镀铜：如果要在铁制品上镀铜就是要使铜先溶解后再覆盖在铁制品上。 学生分析、选择在铁制品上镀铜装置的阴极材料、阳极材料和电镀液。 阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO4溶液 请学生独立书写电镀铜过程中所发生的电极反应方程式。 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu 阳极：Cu－2e－＝Cu2+
CuSO4溶液浓度基本保持不变。 电镀装置中，阴极材料、阳极材料和电镀液的选择原则。 电镀材料的选择： 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 练习：如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电 极反应方程式。
电镀可以用在精练铜：
铜的精炼（粗铜————99。95%----99。98%）
以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小
电解时，通常把 作阴极，粗铜中通常含有（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属）把 作阳极，用含有 作电镀液。
电极反应：阳极： ；
；
阴极：
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成
工业上为什么要对粗铜进行电解精炼过程：
粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。 请学生讨论分析电解液中离子的种类，通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应。 CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四种离子,通电后Cu2+、H+移向阴极，SO42-、OH-移向阳极，阴极上Cu2+放电变成Cu聚集在阴极板（精铜）上。 阴极：Cu2+＋2e－＝Cu SO42-和OH-虽然移向了阳极，但是由于阳极板（粗铜）表面的Cu原子失电子能力强于二者，故阳极上Cu原子失电子被溶解。 阳极：Cu－2e－＝Cu2+ 粗铜中所含的杂质（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？ 比铜活泼的金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而被溶解掉。如： Zn－2e＝Zn2+ Ni－2e＝Ni2+ 由于这些离子比Cu难以还原，故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。 比铜不活泼的金属杂质，在铜失电子溶解时,不能失电子而溶解，故它们以单质形式沉积于电解槽底部，形成阳极泥。 比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中 比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥 电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电冶金
金属冶炼是矿石中的金属阳离子获得电子，被还原成金属单质。
Mn+ + ne- === M
对于 、 、 、 这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。
例：工业制取金属钠：电解熔融的氯化钠——得到钠
NaCl在高温（801oC）下熔融，关电离：NaCl == Na+ + Cl-
通电电解发生反应：阴极：2Na+ + 2e == 2Na
阳极：2Cl- + 2e- == Cl2
电解
总反应式：2NaCl（熔融）======= 2Na + Cl2
设备：P82图4-13
电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、CaCl2可得到金属单质。
工业上用电解 的方法制取金属钙（CaCl2)，方程式
工业上用电解 的方法制取金属镁(MgCl2)，方程式
工业上用电解 的方法制取金属铝(Al2O3)，方程式
小结：
总结：板书设计：
电解原理的应用：
1、电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱（氯碱工业）
阳极：2Cl- - 2e- === Cl2 ↑ (氧化反应）
阴极：2H+ + 2e- === H2 ↑ (还原反应）
电解
总反应式：2NaCl + 2H2O ===== 2NaOH + H2 ↑+ Cl2 ↑
电镀
电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。
3、电冶金
金属冶炼是矿石中的金属阳离子获得电子，被还原成金属单质。
Mn+ + ne- === M
工业制取金属钠：
通电电解发生反应：阴极：2Na+ + 2e == 2Na
阳极：2Cl- + 2e- == Cl2
电解
总反应式：2NaCl（熔融）======= 2Na + Cl2
作业：一、完成教材P83第2、4、5、6；二、完成学案本节内容；三、自主学习下一节。
练习：电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
① 电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。
② Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是 ，电极反应式是 。
② Y电极的材料是 ，电极反应式是 。
考点2 与电解有关的计算
例1、(全国理综Ⅰ卷) 电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ）
A.0.10mol/L Ag+ B. 0.20mol/L Zn2+ C. 0.20mol/L Cu2+ D. 0.20mol/L Pb2+
解答：题目中涉及到了五种阳离子，当电解时，其放电的先后顺序是：Ag+ 、Cu2+ 、H+ 、Pb2+ 、Zn2+，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量依次是：Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g;Cu:0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g;
Pb:(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05 g; Zn: (0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g。答案选C.
例2、.用Pt电极电解AgF(aq)，电流强度为a A，通电时间为t min，阴极增重m g，阳极上生成标准状况下的纯净气体V L，以q C表示一个电子的电量，Mr表示Ag的相对原子质量，则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A.mol－1 B.mol－1
C. D.以上答案都不对
解答： .若认为逸出气体是F2，则会误选A；若粗心未把t min转化为60t s进行计算，则会误选B；若忽视单位则会误选C。正确答案应是：mol－1
考点3 电解的综合应用
例3、（广东卷） LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：
FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含U导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（ ）
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B放电时电池内部Li向负极移动.
C.充电过程中，电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4
解答：放电时，负极：Li -- e- ==Li+，正极：FePO4 + Li+ + e- == LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4 -- e- == FePO4 + Li+ 阴极：Li+ + e- == Li，所以易知C.D正确。若加入硫酸，与Li单质（固体）发生反应，所以A错；放电时，Li+应（正电荷）在电池内部（电解质中）向正极移动，故B错。答案选CD。
例题4、（北京卷）据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
A.正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－ B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
解答：在碱性条件下，通入O2的一极发生还原反应，该极作原电池的正极，正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－；通入H2的一极发生氧化反应，该极作原电池的负极，负极反应式为：2H2-4e－=4H+；两极保证得失电子守恒相加得到总的电极反应：2H2+O2=2H2O，在放电过程中，只是H2、O2参加反应，KOH是电解液不参加反应物质的量不变，但在整过过程中不断产生水，KOH浓度不断减小。用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2。由电解池的原理知道电解方程式为：CuCl2Cu+Cl2↑产生1molCl2转移2mol电子， ，所以D错误，答案选D。
考点4 电解池的相关实验
例5、某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图24—1。
②强度为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。
试回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)
E接___，C接__，___接F。实验线路中的电流方向为_____→______→_____→C→_____→______
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式_____，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为_____，相应的离子方程式是______。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19 C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=____________。
图24—1
命题意图：考查学生对电解原理的理解及完成电解实验的能力。知识依托：电解原理。
解题思路：(1)B电极上应产生Cl2： 2Cl－－2e－====Cl2↑
B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
(2)B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
(3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A电极材料刮下，故②⑤两步须排除在外。
(4)由电学知识，可求电量Q：Q=I A×t s=It C
由此可求出通过的电子个数：N(e－)=
其物质的量为：n(e－)=
而电子个数与Cu的关系为：Cu2＋＋2e－====Cu
根据生成Cu m g得： =×NA可求。答案：(1)D A B F B A D E
(2)2Cl－－2e－====Cl2↑ 变蓝色 Cl2＋2I－====2Cl－＋I2↓ (3)①③④⑥ (4)NA=mol－1
例6、.用图24—2所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。则：
(1)A中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)在B中观察到的现象是________、________、________。
(3)室温下，若从电解开始到时间t s，A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168 L，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000 mL，则A溶液的pH为______。 图24—2
答案：可以认为线路中串联了3个电解池。
当选定一个为研究对象时，另外的2个可看作是线路或是电阻。
先选定湿润的淀粉KI试纸为研究对象。由于C端变为蓝色，可知C端有I2生成：2I－－2e－====I2
I2使淀粉变蓝色。该反应是在电解池的阳极发生的反应，由此可以断定外接电源的E端为负极，F端为正极。
(1)(2)选A(或B)为研究对象，可忽略B(或A)和淀粉KI试纸的存在。
(3)由题意可得如下关系式：4H＋~O2＋2H2
根据气体的体积可求出n(H＋)、c(H＋)及pH。
答案：(1)4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)石墨极有气泡产生 Cu极周围变蓝色 溶液中有蓝色沉淀生成
第三节 电解池复习教案（第一课时）
考纲要求：1、了解电解池的工作原理
能写出电极反应和电池反应方程式
教学过程：
什么叫电解？电解过程中能量是怎样转化的？
2、具备什么样的条件才能形成电解池？电解池中的电极是怎样确定的？各个极与电子的流向有什么样的关系？离子是怎样移动的？
3、什么叫电极反应？以石墨为电极，电解NaCl溶液，写出其电极反应式、总反应式。总结电解质溶液中离子放电规律。
4、电解精炼铜的反应中，阳极是什么物质？阴极是什么物质？电解质溶液中必须含有的物质的成分是什么？写出阴极、阳极反应式。
5、在电镀池中，阳极是什么物质？阴极是什么物质？电镀液一定含有的物质成分是什么？镀铜与电解精炼铜有什么相同点？有什么不同点？
答案：1、在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。在电解过程中，电源向反应体系提供电能，电能转化为化学能而“储存”在反应产物中。
2、电解池是由直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质组成；发生氧化反应的电极叫阳极，发生还原反应的电极叫阴极；电子从直流电源负极流出，流向阴极，电解质溶液中阳离子移向阴极获的电子，阴离子移向阳极并在阳极释放电子，电子从阳极流向直流电源正极。
3、在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个电极上分别进行，这样在每个电极上进行的氧化还原反应的半反应叫电极反应。阴极：2H++2e-→H2↑；阳极：2Cl-→Cl2↑+2e-；总反应：2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑
4、粗铜作为阳极，精铜作为阴极，电解质溶液必须含有Cu2+，阴极：Cu2++2e-→Cu（精铜）；阳极：Cu（粗铜）→Cu2++2e-
5、在电镀池中，镀件做阴极，镀层金属或惰性电极做阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液。
1. 电离与电解的比较
电 离
电 解
条件
过程
举例
特点
联系
2、原电池与电解池的比较
装置类别
原电池
电解池
原理（能量转化）
使氧化还原反应中电子的转移做定向移动，从而形成电流。把 能转化为 能的装置叫原电池
使电流通过电解质溶液在阴阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。把 能转化为
能的装置叫电解池
举例（图）
形成条件
①
②
③
电极名称
反应类型
电极反应
装置特征 异
同
是否自发进行
电子流向
溶液中离子的移动
例题精析：
例1．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后，发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是
a极板 b极板 X电极 Z溶液
A．锌 石墨 负极 CuSO4
B．石墨 石墨 负极 NaOH
C．银 铁 正极 AgNO3
D．铜 石墨 负极 CuCl2
例2．1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，c（SO）=2mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K＋）为
A．0.5mol·L－1 B．1mol·L－1
C．1.5mol·L－1 D．2mol·L－1
例3．下图是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空：
X的电极名称是___________极，
发生的电极反应式为___________，
Y极的电极材料是___________。
检验X极的产物方法是___________。
（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X一端出现了白色沉淀，此沉淀是___________（填化学式）。其形成原因是___________，该沉淀在空气中放置，现象是______________________。
（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图）其目的是___________，阳极室（A处）加入___________，阴极室（B处）加入___________，离子交换膜只许___________离子通过。
【课堂检测】
1．家用消毒液发生器是化学知识在日常生活中的“创新”应用。该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器内电解槽里的极板上产生大量气泡。切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，跟发生器直接有关的反应是
A．2NaCl2Na＋Cl2↑ B．H2＋Cl2===2HCl
C．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O D．NaClO＋HCl===NaCl＋HClO
2．用惰性电极电解2L1mol·L－1的CuSO4溶液，在电路中通过0.5mol电子后，调换电源的正负电极，电路中又通过0.1mol电子，此时溶液中的c（H＋）是（假设通电后溶液的体积不变）
A．0.2mol·L－1 B．0.25mol·L－1 C．0.5mol·L－1 D．0.6mol·L－1
3、在一堂电化学的实验课上，老师布置了一个课题：利用直流电源，自选其他实验用品，设计一个实验，以实现“Cu+2H+=Cu2++H2↑”反应。（1）请你在右图的方框中补充画出能实现该反应的简易的实验装置示意图（标明所用其他实验用品）（2）实验结束后，有同学观察到各组实验最终所得溶液的颜色不尽相同，有的溶液呈蓝色，有的呈绿色，有的呈蓝绿色等。经询问老师得知，呈绿色或蓝绿色的溶液中，有如下平衡：[Cu（H2O）4]2+（蓝色）+4Cl-==[CuCl4]2-（黄色）+4H2O请你应用平衡移动原理，设计一个简单的实验方案，验证某绿色溶液中存在上述平衡。
采用惰性电极从NO、H＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中，选出适当的离子，
组成电解质，对其溶液进行电解：
①两极分别放出H2和O2，电解质的化学式是_________________。
②阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式是___________。
③两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式是___________。
电解池跟踪测试
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每题4分，共36分）
1．用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是
A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl
2．下列关于铜电极的叙述正确的是
A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
3．电解水时为了增强其导电性不应加入的电解质是
A．NaOH B．CuSO4 C．H2SO4 D．KNO3
4．当两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，在阳极上的产物是
A．只有银 B．银和氧气 C．只有氢气 D．上述都不对
5．用惰性电极电解某金属硫酸盐溶液时，在阴极上析出a g金属，同时在阳极上放出0.8g气体，如果该金属的相对原子质量为b，则其化合价是
A．a·b B． C． D．
6．目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β″—Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为：2Na＋xSNa2Sx，以下说法正确的是
A．放电时，钠作正极，硫作负极 B．放电时，钠极发生还原反应
C．充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连
D．充电时，阳极发生的反应是：S－2e－===xS
7．下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，下列说法中正确的是
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．CuSO4溶液的pH保持不变
8．将含有0.400molCu（NO3）2和0.400molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.300molCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为
A．3.36L B．6.72L C．5.60L D．大于5.60L，小于6.72L
9．用惰性电极电解Fe2（SO4）3和CuSO4的混合液，且已知Fe2（SO4）3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，下列说法正确的是
A．阴极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu，当有Cu2＋存在时Fe3＋不放电
B．阴极上首先析出铁，然后析出铜
C．首先被电解的是Fe2（SO4）3和H2O，后被电解的是CuSO4和H2O
D．阴极上不可能析出铜
二、非选择题（共36分）
10、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视、可用Li2CO3和Na2CO3的确良熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得650℃下工作的燃料电池，完成下列反应式：阴极 ，阳极：2CO+2CO32-=4CO2+4e-总反应 。
11、如图电解装置中，电极A是金属M制成的，B、C和D都是铂电极，甲中的电解质溶液为MSO4，乙中的电解质为H2SO4。E、F是外接直流电源的两极，电路接通后，电极B上有金属M析出。（已知金属M化合价无变化）
（1）电池中E是 极，F是 极。
（2）A极上电极反应为 ，
B极上电极反应为 ，
C极上电极反应为 ，
D极上电极反应为
当电路中通过2.408×1022个电子时停止电解，发现B
极上析出1.27gM，则金属M的相对原子质量为
（4）如果再将外接直流电源的正负极交换接入原电路，
当通过1mol电子后，B极的电极反应为 。
12．有一硝酸盐晶体，化学式为M（NO3）x·nH2O，经测定知相对分子质量为242。将2.42g该晶体溶于水配成200mL溶液，将此溶液置于装有惰性电极的电解池中进行电解。若有0.02mol电子转移给金属离子时，溶液中金属离子全部析出，经称量，阴极增重0.64g。试计算：
（1）金属M的相对原子质量及x和n的值各是多少？
若电解时溶液体积变化可忽略不计，则电解后溶液的pH是多少？
【例题精析】例1：选A例2：选D
例3：（1）阳 2Cl－－2e－===Cl2↑ Fe 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在管口，若变蓝，说明有Cl2产生?（2）Fe（OH）2 铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe（OH）2 先变灰绿色，后变红褐色?（3）防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH生成NaClO使NaOH不纯 饱和食盐水 纯水（或NaOH稀溶液） Na＋?
【课堂检测】
1、C 2、A 3、（1）
（2）加NaCl固体（浓盐酸），观察到溶液颜色变黄绿色
（或黄色），上述平衡向右移动（或加水，观察到溶液颜
色变蓝，上述平衡向左移动；或加入少量AgNO3溶液，
有白色沉淀，溶液颜色变蓝，上述平衡向左移动）
4．①HNO3、Ba（NO3）2 ②AgNO3③HCl、BaCl2
电解池跟踪测试答案：1、C 2、C 3、B 4、D 5、D 6、D 7、A 8、C 9、C
10、阴极：O2+2CO2+4e-=2CO32- 总反应：2CO+O2=2CO2
11、（1）正，负 （2）M→M2++2e-，M2++2e-→M，4OH-→2H2O+O2↑+4e-，4H++4e-→H2↑（3）63.5 （4）4OH-→2H2O+O2↑+4e-
12．（1）64 x=2 n=3 （2）pH=1?
电解池检测题
一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分。每小题只有一个选项符合题意）
1． （原创）下列有关电解原理的说法不正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极
B．电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极
C．对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法
D．电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极
2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于还原反应的是 （ ）
A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
3．．（原创）用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生标准状况下67.2L气体时，从溶液中析出64.4g Na2SO4?10H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是 ( )
A．64.7％ B．47.5％ C． 32.2％ D．28.3％
4． （原创）在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同时有W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下，下列说法不正确的是（ ）
A．电解过程中共消耗2amol水B．剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生
C．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+18a) ×100％
D．剩余溶液中溶质的质量分数为 W / (W+36a) ×100％
5． 某溶液中含有两种溶质AlCl3和H2SO4，它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可分为若干个阶段，下列叙述不正确的是( )
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解
6．（改编）关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉试液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液仍无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况
7．（原创）下图是电解精炼铜装置，其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不正确的是
A．c为粗铜板、d为纯铜板
B． 电解过程中，SO42-浓度几乎不变
C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
D． 电解过程中，c电极板附近沉积不溶物，d电极板质量增加
8、（改编）用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是
CuCl2[CuCl2溶液] B．AgNO3[Ag2O]
C．NaCl[HCl溶液] D．CuSO4[Cu(OH)2]
9．PH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
10．（改编）在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e-→Ag在电极上放电，若析出银的质量为3.24g，则析出铜的质量为
A．6.48g B． 1.92g C． 1.28g D．0.96g
第Ⅱ卷 （非选择题，共40分）
三、（本题包括3小题，共40分）
11．从NO3-、SO42-、Cl-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是 。
12．室温下某金属为液态，当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时，阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时，阳极可得1 mol的气体产物，则此气体的产物是 (填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是 ,其阴极上所发生的还原反应方程式是： 。
13．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式为 ；
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大；其原因是 ；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品 （填写“A”或“B”）导出。
14．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；
电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸。接要求回答下列问题：
①电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因 。
②若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？ ，
若能，请写出电极反应式，
负极 ，
正极 。
③若电极反应为：Cu+2H+= Cu2++H2↑，请在右边框图内画出实
现该反应的装置图（运用题目所给材料和药品）。
电解池检测题答案与解析：
1． A 【解析】A中电解饱和食盐水时，Fe不可作阳极，否则Fe-2e=Fe2+，则OH-不能失电子。
2． B 【解析】原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。所以B正确。
3． D 【解析】Na2SO4是强酸强碱盐，电解该溶液实质上是电解水。2H2O 2H2↑+O2↑
共产生6个2L气体时，
则被电解的水为
据电解前后溶液均为饱和溶液，可选出D答案。
4． C 【解析】
用铜电极电解时：阳极 Cu-2e- =Cu2+ 阴极 2H++2e=H2↑
电池总反应式：Cu+2H2O Cu(OH)2↓+H2↑
所以，A、B均正确。
剩余溶液中溶质的质量分数=
所以不正确的是C。
5．D 【解析】 以石墨作电极电解混和液时，第一阶段发生如下电极反应 2Cl--2e-=Cl2↑ 第二阶段， 2Cl- -2e- =Cl2↑
2H++2e-=H2↑ 2H++2e-=H2↑ 此时H+是 由水电离得到的 第三阶段 4OH—4e- =2H2O+O2↑
6． B 【解析】电极反应式为 2Cl- -2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑(H+由水提供) 所以，A错，B正确，C中阴极显碱性，滴酚酞应变红色。 D中电解一段时间，加入氯化氢可复原。D不正确。
7． C 【解析】C与电源正极相连为C为粗铜，d为纯铜，A正确电极反应式为 Cu-2e- =Cu2+ 所以，SO42-浓度几乎不变，B正确Cu2++2e-=Cu粗铜中含杂质，所以粗铜减少的质量多于析出的纯铜，C错，D正确。
8． B 【解析】 复原的原则是出来什么，加回什么，所以应选B。
9．【解析】 A
B和C的H+变大，PH变小，D电解水，PH不变
10．【解析】 D
11．BaCl2 、 HCl
【解析】 两极均放出气体，阳离子不可选Cu2+、Ag+，只能选出H+和Ba2+；阴离子可选NO3-、SO42-、Cl-。放出气体体积比为1:1，不能为电解水。所以只能用HCl和BaCl2溶液，不用含氧酸及其盐溶液。
12．O2 Hg2(NO3)2 Hg22+＋2e－＝2Hg
【解析】电解硝酸盐时阳极发生的反应为4OH- -4e- = 2H2O+O2↑产生1molO2需转移4mol电子，则金属阳离子也产生4mole-，金属又为负价。所以，该盐必为Hg2(NO3)2，阴极反应为2Hg22++4e-=4Hg。
13．①4OH－–4e－＝2H2O+O2↑
②H+放电，促进H2O的电离，从而使OH－浓度增大
③B
【解析】电解时，含氧酸根放电顺序在OH-放电之后，所以阳极反应式4OH- -4e- =2H2O+O2↑；电解开始后，阴极反应式：4H++4e-=2H2↑，H+由水提供，所以PH升高。B出口得到除杂后的KOH溶液。
14．①构成原电池，负极铝加快腐蚀
②能 Cu–2e－ == Cu2+ 2Fe3++2e－＝2Fe2+
③见下图（其他合理答案均得分）
【解析】(1)满足形式原电池的条件，可形成原电池，导致铝腐蚀加快。
(2)能。负极材料失电子：Cu-2e- =Cu2+
正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+
设计时Cu做负极材料，电解质溶液中能提供
H+失电子，不能有氧化性强于H+的粒子。