扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第二单元化学能与电能的转化
电解池的工作原理及应用
1．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是 ( ) 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
2．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是 ( )
A．锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有锌离子
B．铂做阴极，镀件做阳极，溶液中含有锌离子
C．铁做阳极，镀件做阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌做阴极，镀件做阳极，溶液中含有锌离子
3．用铂电极电解CuSO4溶液，当Cu2+浓度降低至原来一半时停止通电，若加入下列物质能使溶液恢复成原来成分和浓度的是 ( )
A．无水CuSO4 B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuSO4·5H2O
4．右图中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 ( )
5．将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L (密度为1.06 g·cm-3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010 (1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量/g
阴极析出物的质量/g
(A)
0.062 (6.2%)
19
152
(B)
0.062 (6.2%)
152
19
(C)
0.042 (4.2%)
1.2
9.4
(D)
0.042 (4.2%)
9.4
1.2
6．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
7．从H+、Cu2+、Na+、SO42－、Cl－ 5种离子中两两恰当组成电解质，按要求进行电解：
（1）以碳棒为电极,使电解质质量减少,水量不变进行电解，则采用的电解质是 ；
（2）以碳棒为电极,使电解质质量不变,水量减少进行电解，则采用的电解质是 ；
（3）以铂为电极,使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 。
8．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，则电解池中X极上的电极反
应式为 ，在X极附近观察到的实验现象
是 ，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
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。
9．含Cr2O72－的工业酸性废水会造成铬污染，排放前要进行如下处理：（Ⅰ）往工业废水中加入适量的NaCl搅拌均匀；（Ⅱ）以Fe做两电极进行电解，从而使溶液的pH不断升高，废水由酸性转化为碱性，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生：(Ⅲ)过滤回收沉淀，废水达到排放标准。
（1）在电解过程中，溶液pH不断升高的原因可能是 （ ）
①电解时废水的体积不断减小 ②电解时H+在阴极被还原 ③作为阳极的Fe不断溶解 ④Cr2O72－转化为Cr3+时消耗了H+ ⑤NaCl在电解时转化成了NaOH
A．⑤ B．②④ C．②③④ D．①②③④
（2）两极发生反应的电极反应式为：
阳极：
阴极：
（3）写出Cr2O72－变成Cr3+的离子方程式__________________________________。
（4）_________（填“能”或“不能”）改用石墨电极进行电解。
10．我国缺碘病区甚广，防治缺碘病的主要措施是食盐中加碘。1996年我国政府以国家标准的方式规定食盐的碘添加剂是KIO3。
（1）可用盐酸酸化的KI和淀粉的混合物检验食盐是否为加碘盐，反应的化学方程式为__________________________________ 。
（2）可用电化学方法制备KIO3。原理是：以石墨为阳极，不锈钢为阴极，以KI溶液（加入少量K2Cr2O7）为电解质溶液，在一定电流强度和温度下进行电解，其电解总反应方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。试写出两极反应式：阳极_____________ ；
阴极_____________ 。
（3）如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min时阴极可产生11.2 L（标准状况）Cl2，这时溶液的c(H+)是（设体积维持不变）_____________。
（4）Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl－，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_____________。
扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第二单元化学能与电能的转化
电解池的工作原理及应用
【学习目标】
1．了解电解池的构造特点及工作原理；
2．能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解总反应方程式；
3．了解电解原理在生产生活中的应用。
【学习重难点】
能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解总反应方程式；
【课前预习】
1．为什么熔融氯化钠、氯化钠溶液能导电？其导电过程是物理变化还是化学变化？
2．（1）阴极：与电源 极相连的电极；阳极：与电源 极相连的电极
（2）电子从电源 极流出、流向电解槽的 极，从电解槽的 极流向电源的
极。
（3）阴极发生的电极反应为 反应；阳极发生的电极反应为 反应。
（4）电解中的能量转化： 能转化为 能。
3．电解熔融氯化钠、电解氯化钠溶液
（1）工业上用电解熔融氯化钠的方法制取 。
阳极反应： ；阴极反应：
电解总反应：
（2）工业上用电解饱和食盐水的方法被称为 工业，制取 。
阳极反应： ；阴极反应：
电解总反应：
4．电解氯化铜溶液
阳极反应： ；
阴极反应： ；
电解总反应 。
【交流与讨论】
1．电解饱和食盐水制取氯气和烧碱（氯碱工业）
（1）写出净化食盐水时除去钙离子和镁离子的有关离子方程式：___________________
_____________________________________________________________。
（2）阳极区和阴极区分别得到什么工业产品？简述其形成原因：____________
。
（3）为了保证工业产品分别其电极区导出，工业上电解槽中通过什么装置实现的？
_____________________________________________________________ 。
（4）如果氯气在电解液中与烧碱溶液相遇会带来什么不良影响?__________________
_____________________________________________________________。
2．铜的电解精炼
（1）电解时用纯铜作____极，粗铜作____极，以CuSO4溶液作电解液。阳极反应： ；
阴极反应： 。
（2）精炼结束后中CuSO4溶液的浓度有何变化？
（3）精炼一段时间后，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等吗？
（4）精炼结束后，电解池底部阳极附近有何物质？
3．电镀
利用电解原理，在某些金属（或非金属）表面镀上一薄层其它金属的过程。电镀时，镀层金属作____极，待镀金属制品作____极，电解液一般是_______________________ _。电镀过程中电解液浓度________ 。如给铁制品表面镀铜，该铁制品作____极，铜作____极，电解质可用________溶液。
【反思与总结】
1．电解规律——即离子的放电顺序
①在阳极上如是活性材料作电极时，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。如是惰性电极如Pt、Au、Ti、石墨等，溶液中阴离子放电顺序是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。
②在阴极上无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，在一般情况下阳离子在阴极上放电顺序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞
Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。在电镀条件下，不是如此。
2．讨论用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析
类型
电极反应式
实例
电解
对象
电解质
浓度
PH值变化
电解质
溶液复原
电解 水型
阴极：
阳极：
NaOH
H2SO4
Na2SO4
分解电解质型
阴极：
阳极：
HCl
CuCl2
放氢生碱型
阴极：
阳极：
NaCl
放氧生酸型
阴极：
阳极：
CuSO4
【达标检测】
电解CuSO4溶液时，若要求达到以下三点要求：①阳极质量减少，②阴极质量增加，③电解液中Cu2+的浓度不变，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．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极
C．含Zn、Ag的铜合金作阳极，用纯铜作阴极 D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
课件18张PPT。专题1 化学反应与能量变化电解池的工作原理第二单元 化学能与电能的转化复习引入：由一个二次电池开始。。。根据铅蓄电池的总反应，完成如左图的铅蓄电池放电原理：
负极A：电极材料_____
电极反应_________________
正极B：电极材料_____
电极反应_________________
在图中标出电子的运动方向
反应一段时间后电极有什么变化？电器e-e-复习引入：由一个二次电池开始。。。如何给该电池充电？恢复它的原貌？
标出电源的正负极
写出此时AB两个电极的电极反应A_________________
B_________________
尝试写出此时该电池的总反应方程式。电源概念梳理：以对比为主。。。引导学生思考原电池和电解池的异同之处：
能量转化
电极名称
电极反应类型
电路中离子和电子的移动方向
电极材料选择根据铅蓄电池总结学生活动引导思考电路中离子和电子的移动方向
请学生在投影上标注电子移动、离子移动方向，并最终标出电流方向。电器电源电极材料的选择
介绍惰性电极和活性电极。
请学生思考之前常见的原电池中，我们正负极材料一般选择惰性电极还是活性电极。
学生结论：负极是活性电极，且比正极活性强，正极是不是惰性电极无所谓。
电解池中，阳极材料选惰性电极或者活性电极对电极反应有什么影响？阴极呢？
学生结论：金属只能失电子，所以阴极材料只需导电，无论活性惰性都不参加反应，阳极材料活性电极电极优先放电、惰性电极离子放电。实验探究 【问题1】下图为冶炼活泼金属钠的原理图，你能找出在电极上放电的物质吗？尝试写出电极反应。实验探究 【问题2】在反应板上电解氯化钠溶液，你能找出在电极上放电的物质吗？尝试写出电极反应。用表面皿作承载体的电解现象用铝片作承载体的电解现象拿去上层滤纸后铝片上的现象实验探究 【问题3】在反应板上电解某铜盐溶液，你能找出在阴极上放电的物质吗？尝试写出阴极反应方程式。在反应板上电解铜盐溶液实验探究 【问题3】在反应板上电解某铜盐溶液，你能找出在阴极上放电的物质吗？尝试写出阴极反应方程式。
【问题4】阳极放电的物质是什么？如何检验？我们使用的铜盐究竟是什么？总结放电顺序
阳极：活性电极___________
惰性电极____________________
阴极：_________________________走向运用：是真？是假？ 演示某公司生产的离子排毒仪，使用时倒入温水，放进双脚，再加入适量精盐，将主机的发射器浸入水中（发射器内部是二种金属，使用40次会衰损，必须更换 ），启动电源，当出现灰绿色后又转化为红褐色的絮状物时，产品介绍人员说该红褐色物质就是人体排出的毒素。 离子排毒仪开启后现象谢谢！
