电解与电镀
1.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
2.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )
A．铅笔端作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
3．用图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是( )
A．E表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应消耗H2O的物质的量
C．F表示反应生成H2SO4的物质的量
D．F表示反应生成O2的物质的量
4．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电极附近溶液的pH变小
5．下列关于铜电极的叙述正确的是(双选)( )
A．铜锌原电池中铜是正极
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
6．如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是( )
A．a是正极，发生还原反应
B．b是阳极，发生氧化反应
C．稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变
D．往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红
7．如图所示，下列叙述正确的是( )
A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触处变红
8．下列说法中可用于金属防护的有( )
①原电池原理 ②电解原理 ③涂油漆 ④电镀
⑤置于干燥环境中
A．③④⑤
B．①②③
C．②③④
D．全部
9．用普通食盐进行电解饱和食盐水的实验，食盐水装在U形管内，结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是( )
A．碳酸镁
B．硫酸钡
C．氢氧化镁
D．碳酸钡
10．下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标明的电解质溶液为水)( )
A．⑥＞④＞①＞②＞③＞⑤
B．⑤＞③＞①＞②＞④＞⑥
C．⑤＞④＞①＞②＞③＞⑥
D．⑤＞④＞②＞①＞③＞⑥
11．某研究性学习小组的学生在一次活动中，设计出如下方案来测定铜的相对原子质量：
指导教师认为此方案可行，提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液及其他相关药品、器材。
(1)同学们首先讨论不纯的CuSO4溶液是否需要提纯。假设你是学习小组的学生，请阐明你的看法。(结合你的意见，只需选择a、b两小题中一题作答，另一问不必回答)
a．需要提纯，加入________(填写试剂化学式)，反应后经过滤即可提纯CuSO4溶液。
b．不必提纯，理由是
________________________________________________________________________。
(2)用铜和石墨两个电极电解CuSO4溶液时，铜电极应接电源的________极，石墨电极上的电极反应式是________________________________________；另一极的反应式是
________________________________________________________________________。
(3)该实验测得铜的相对原子质量是
________________________________________________________________________
(用含m、V的代数式表示)。
12．现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积约6
mL和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。
(1)试从上图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序(填编号)是：A接__________，B接__________；
(2)碳棒接直流电源的________极，电极反应式为
________________________________________________________________________；
(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是
________________________________________________________________________；
(4)假定装入U形管的饱和食盐水为50
mL(电解前后溶液的体积变化可忽略)，当测得生成的氢气为5.6
mL(标准状况)时停止通电。摇匀U形管内的溶液后溶液的pH约为________；
(5)用离子方程式表示电解饱和食盐水的总反应：
________________________________________________________________________；
氯气与NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
13．为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品)，以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活泼性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜、锌不接触)，小心向烧杯中加入稀硫酸，观察到的现象是______________________________。甲同学的设计思路是________________________________________________________________________。
(2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加________溶液，进而观察到的现象是________________________________________________________________________，
________________________。乙同学判断出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作电解液)。反
应在调控下开始，有关电化学反应的化学方程式为______________________________。获得的明显实验现象是
________________________________________________________________________。
(4)请你再单独设计一个简单实验(试剂、仪器自选)，证实锌和铜金属活泼性的相对强弱(简要说明操作步骤及现象)____________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
1.解析：选C。电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极。在电解过程中，因Cu2＋是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl－是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2，会导致溶液中氯离子浓度降低。
2.解析：选D。本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔作阴极，a为电源负极。故选D。
3．
解析：选C。此题的考查点为电解池反应，在该电解池中，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，从乙中所给的图象看每转移4
mol
e－，E为0→2，F从0→1，显然A、B、D正确，C中要表示生成H2SO4的物质的量也应为E。
4．解析：选D。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＋2e－===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。
5．解析：选AC。A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极；B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应。所以，精炼铜时，粗铜应放在阳极，镀铜时铜也应放在阳极以提供Cu2＋。而电解稀硫酸时，如把铜放在阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。故答案选A、C。
6．解析：选C。a是阳极，发生氧化反应；b是阴极，发生还原反应；在反应过程中，硫酸根离子没有参与反应，因此，稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变；往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。
7．解析：选A。根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池。根据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极，发生氧化反应，Y为阴极发生还原反应，电极反应分别为Cu－2e－===Cu2＋、2H＋＋2e－===H2↑。因为在Y电极附近H＋的浓度减小，c(OH－)＞c(H＋)，显碱性，所以Y电极附近变红色。所以只有A选项正确。
8．解析：选D。①②是通过电化学原理在被保护的金属上聚集电子，从而进行保护。③④是覆盖保护层，使金属与外界隔绝加以保护。⑤在干燥环境中，金属不易发生原电池反应。
9．解析：选C。用惰性电极电解饱和食盐水，电解方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。原料食盐水要经过精制，未经精制的食盐水中含有Mg2＋、Ca2＋、SO等离子。如果用普通食盐水进行电解，阴极附近在电解产生NaOH的同时，OH－与阴极附近的Mg2＋会反应产生白色难溶物Mg(OH)2。
10．解析：选C。①中由于水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成微原电池，发生电化学腐蚀；②中铁在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不能形成原电池；③④都形成原电池，但③中铁为正极，受到保护；④中铁为负极，被氧化；⑤⑥都形成了电解池，⑤中铁与电源的正极相连，作阳极，腐蚀速率加快；⑥中铁与电源的负极相连，作阴极，受到保护。所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤＞④＞①＞②＞③＞⑥。
11．解析：(1)杂质会影响CuSO4溶液的电解，因为Fe3＋的氧化性比Cu2＋强，电解时会优先放电，所以必须提纯。可以加入CuO、Cu(OH)2或CuCO3等物质，调节溶液的酸碱性，使Fe3＋以Fe(OH)3的形式沉淀出来，过滤除去。
(2)因为阴极上必须有Cu2＋放电，所以铜只能作为阴极，只能与电源的负极相连，石墨作阳极，OH－放电。
(3)可根据总电解反应方程式进行计算。
答案：(1)a.CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]
(2)负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ Cu2＋＋2e－===Cu
(3)
12．解析：U形管装置为电解装置，铁棒为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，所以从A出来的是H2，应该连接G，然后F连接I。淀粉?KI溶液可以检验Cl2，所以B连接D，E连接C，目的是吸收尾气Cl2。
答案：(1)G、F、I D、E、C
(2)正 2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)淀粉?KI溶液变成蓝色
(4)12
(5)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
13．解析：根据题目条件和信息可知，甲同学是利用金属活动顺序表的有关知识设计实验证明锌和铜的活泼性；乙同学在甲同学的基础上采用置换反应和电化学原理证明锌和铜的活泼性；由于硫酸铜溶液的加入，锌单质将会与铜离子发生置换反应产生铜附着在锌的表面，从而形成原电池加快了锌与稀硫酸的反应；丙同学采用的是电解法，由于乙反应后的溶液为硫酸锌溶液，所以补充的试剂为硫酸铜。
答案：(1)锌片表面有气泡产生 在金属活动顺序表中，锌排在氢的前面，可与稀硫酸反应，而铜排在氢的后面，不与稀硫酸反应
(2)CuSO4 锌片表面有红色固体产生 锌片表面产生气泡的速率加快 在金属活动顺序表中，锌排在铜的前面，可将铜从其盐溶液中置换出来 锌表面产生的铜与锌构成原电池的两个电极，使锌与稀硫酸的反应加快
(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
阳极产生无色气体，阴极石墨表面产生红色固体
(4)取两片相同的铁片，分别放入盛有ZnSO4溶液、CuSO4溶液的两支试管中，观察铁片表面的变化，发现盛CuSO4溶液的试管中的铁片表面有红色固体生成，而铁片放入ZnSO4溶液中无明显现象(其他合理答案均可)(共21张PPT)
《实验化学》
专题5
电化学问题研究
课题1
原电池实验的探究
一、原电池原理
1、原电池是
的装置。
原电池反应的本质是__________反应。
将化学能转化为电能
氧化还原
2.构成原电池的条件：
①有两个电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
④自发的氧化还原反应
Cu
Zn
A
稀H2SO4
(4)电子、离子如何移动
(1)现象
(2)正负极
(3)电极反应式和电池总反应式
(5)与Zn和稀硫酸直接反应相比有何区别？
３、原电池原理
(3)
Zn
Cu
CuSO4
(aq)
ZnSO4
(aq)
A
如何让下面的装置形成原电池
盐桥
装有KCl饱和溶液的琼脂,离子在盐桥中能移动
盐桥
盐桥的作用？
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷。
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，
可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
丹尼尔电池
一、原电池
比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求
化学能转变为电能的装置
主要缺点：锌极板有大量气泡，
干扰铜极板现象的观察。
一、原电池
比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求
优点：克服了锌极板有铜析出的现象；盐桥能说明内电路中离子的迁移
缺点：电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮
总结：原电池装置设计要求
提高电池的放电效率；
增大电池的电流密度，
延长电池的工作时间，
。。。。。。。
1、影响电池的电流密度的大小的因素：
电极的表面积、极间距、介质等
2、影响电池放电效率、放电时间的因素：
电池的极化作用
弊端：极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，充电变得困难，影响电池的工作时间。
措施：加入去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂），可有效降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。
为此设计了如下图的实验装置。
检索咨询
铜锌原电池
图5-2
Zn
-
Cu原电池示意图
练习1
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则
观察到的现象。
两极反应式为：正极
；
负极
。
该装置将
能转化为
能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为
，
总反应方程为
。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，
电流表指针发生偏转；
Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
Mg－2e-=Mg2+
化学能
电能
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2H++2e-=H2↑
已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O
Fe(OH)2+Ni(OH)2
试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。
放电时：
负极：
正极：
充电时：
阴极：
阳极：
Fe-2e+2OH-=
Fe(OH)2
NiO2+2e+2H2O=
Ni(OH)2+2OH-
Fe(OH)2+2e=
Fe+2OH-
Ni(OH)2+2OH--2e=
NiO2+2H2O
3、请根据氧化还原反应
:
Cu
+2
Fe3+
=
Cu2+
+
2Fe2+
设计成原电池。①不使用盐桥
②使用盐桥
二、燃料电池
1、氢氧燃料电池
②电解质溶液为稀硫酸
③电解质溶液为硫酸钠溶液
①电极反应式？
w
练习1：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：
，
此时电池内总的反应式
。
KOH溶液
CH4
O2
H2O
a
b
CH4+10OH-
-
8e-=CO32-
+7H2O
CH4+2O2+2KOH=
K2CO3+3H2O
练习2、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的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
负极反应式:
,
正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-
总电池反式:
.
2CO+2CO32--4e-
=4CO2
2CO+O2=2CO2
三
、金属的电化学腐蚀
钢铁表面形成了许多微小原电池
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
Fe2O3
·
nH2O
（铁锈）
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或碱性很弱。
电极反应
负极Fe(-)
Fe-2e=Fe2+
2Fe-4e=2Fe2+
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
O2+2H2O+4e=4OH-
总反应:
Fe
+
2
H2O
=
Fe(OH)2+
H2↑
2Fe+2H2O+O2=
2
Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
四、金属的防护方法
①改变金属内部结构
②覆盖保护层
③电化学保护法
外加电源的阴极保护法
牺牲阳极的阴极保护法
1、金属腐蚀快慢的判断
电解池的阳极
>
原电池的负极
>
化学腐蚀
>
原电池的正极
>
电解池的阴极
2、金属的防护方法
练习．下列叙述正确的是[
]
A．原电池中阳离子向负极移动
B．原电池的负极发生氧化反应
C．马口铁(镀锡)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
D．白铁(镀锌)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
B、C
新型高能电池钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xS
Na2Sx
。
①放电时S发生
反应，Na作
极。
②充电时Na所在电极与直流电源
极相连。
③充电时阳极电极反应式为
，
放电时负极电极反应式为
。
④若此电池用来电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L（标准状况）气体时，消耗金属钠
g
正
负
负
Na
－
e－
＝
Na＋
Sx2-
＋2e－
＝
xS
23(共41张PPT)
课题2 电解与电镀
学习目标
1.通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的理解。
2.通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。
3.学习设计简单的电解、电镀装置；体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课题2
一、实验原理
1．电解
电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起_________反应的过程叫做电解。把______转变为_________的装置叫做电解槽或电解池。与直流电源的负极相连的电极是电解池的____极(发生______反应)，与直流电源的正极相连的电极是电解池的____极(发生______反应)。通电时，电子从电源的负极流出，并沿导线流回电源的正极，可在两极分别得到不同的产物。
氧化还原
电能
化学能
阴
还原
阳
氧化
在电解时，电解质必须先______成自由移动的离子,在通直流电后，阴、阳离子分别移向两极而放电。如果电解质溶液里含有不止一种阴离子或阳离子，则离子在电极上放电有一定的顺序。
工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气。该电解过程的电极反应为：
阴极：_________________
阳极：__________________
总反应方程式：
________________________________________
电离
2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑
2．电镀
电镀是应用_______原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀时，待镀的金属制品作____极，镀层金属作____极，用含有
________________的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极发生氧化反应，金属失去电子成为阳离子进入溶液；阴极发生还原反应，金属离子在阴极上获得电子，沉积在镀件表面形成一层均匀、光洁而致密的镀层。如在铁片上镀锌的电极反应为：
阴极：
________________
(还原反应)
阳极：
________________
(氧化反应)
电解
阴
阳
镀层金属离子
Zn2＋＋2e－===Zn
Zn－2e－===Zn2＋
思考感悟
1．若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液,情况会怎样？写出此时电解的电极反应式。
【提示】 若用铁棒作阳极，石墨作阴极电解氯化钠溶液，由于阳极铁棒参加电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，而阴极反应不变，2H＋＋2e－===H2↑，导致阴极区显碱性，阳极产生的Fe2＋遇阴极区产生的OH－产生白色氢氧化亚铁沉淀。
二、实验步骤
1．电解饱和食盐水
取一具支U形管，向管内加入饱和食盐水，并滴入几滴酚酞溶液,分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极。接上直流电源(6～9
V)(如图所示)，观察到的实验现象：铁棒上产生_________气体，铁棒附近的溶液变____色；碳棒上产生______色气体，该气体使碘化钾淀粉溶液变____色。
无色无味
红
黄绿
蓝
2．铁钉镀锌
(1)电镀液的配制：先向烧杯中加入50
mL蒸馏水，再加入3.5
g
ZnCl2、12.5
g
KCl、1.5
g硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液的pH为5～6。
(2)镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入80
℃
2
mol·L－1
_______
溶液中浸泡5
min，除去油污，用水洗净；再将铁钉放入1∶2的稀盐酸中浸泡5～10
s,取出，洗净。
(3)电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用______作阳极，
______作阴极，接通6
V的直流电源，电镀2～5
min，观察到____________________
___________。
NaOH
锌片
铁钉
铁钉表面有银白色
镀层生成
思考感悟
2．(1)工业生产中为什么要对用于电解的饱和食盐水进行精制，以除去Ca2＋、Mg2＋等杂质离子？
(2)电镀前对镀件预处理的目的是什么？
【提示】 (1)如果不除去Ca2＋、Mg2＋等杂质离子，阴极产生的OH－与Ca2＋、Mg2＋等离子结合成Ca(OH)2、Mg(OH)2沉淀而增加电耗，缩短电极的寿命。
(2)电镀前对镀件进行预处理，使镀件洁净和表面光滑，使镀层能更好的附着在镀件上，从而提高镀层质量。
自主体验
解析：选D。从离子放电顺序可知，电解氯化镁溶液时，在阴极只能是水电离出的H＋得电子，得不到单质Mg。制金属镁是电解熔融的氯化镁。
解析：选A。当电解时，活泼金属作阳极，活泼金属先失电子被氧化，所以一般除电镀池外活泼金属不能作阳极。
3.如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附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是( )
A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的
B．一个电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
电解的基本原理
1．电解
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做电解。
2．电解池阴、阳极判断
电解池阴、阳极判断较为简单，根据外接电源的极性即可确定。连接电源正极的为阳极，连接电源负极的为阴极。
如果没有说明外接电源的电极，则根据电极反应的现象确定。凡根据反应现象(一般是电极质量减小、在惰性电极上生成氧气或氯气、电极附近pH降低等)能判断出发生氧化反应，为阳极；根据反应现象(一般是电极质量增加、在惰性电极上生成氢气、电极附近pH增大等)能判断出发生还原反应，为阴极。
某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2，对该溶液以惰性电极进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。
【思路点拨】 以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应：
例1
第一阶段 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
第二阶段 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
将电极反应式合并得电解反应的化学方程式。
变式训练1 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pH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
解析：选D。A错，因为随着电解的进行，硫酸溶液的浓度逐渐增大，pH逐渐减小；B错，因电解稀氢氧化钠溶液，水逐渐减少，pH要逐渐增大；C错，因为电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是H2和O2，它们的物质的量之比为2∶1；D对，因为电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物分别是Cu和Cl2，物质的量之比为1∶1。
电解饱和食盐水
例2
下图能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
【解析】 电解NaCl溶液时的产物是NaOH、H2、Cl2。NaOH生成后存在于氯化钠溶液中，可用酚酞检验。Cl2在流出电子的阳极上生成并在阳极上逸出，可用淀粉碘化钾溶液检验。H2在电子流入的阴极上生成并在阴极上逸出，可用小试管收集后根据有无爆鸣声检验。
【答案】 D
【规律方法】 与直流电源的正极相连接的为阳极，阳极上发生氧化反应,失去的电子回到正极；与直流电源负极相连接的为阴极，阴极上发生还原反应，接受负极流出的电子。
变式训练2 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析：选B。本题从电极名称和电解后溶液的主要成分两方面进行设问。首先，a、b电极为电源上的电极，原电池的电极名称与电解池的电极名称不同，应为正极或负极，排除选项C和D。其次，如图所示的电解池中，要使Cl2能被溶液“完全吸收”，是让上边一个电极产生Cl2，还是让下边一个电极产生Cl2？让阳极产生的Cl2通过阴极附近的碱溶液，Cl2才能被完全吸收。第三，电解池中产生Cl2的阳极对应的电源电极名称是正极。
铁钉镀锌
电镀液：含Zn2＋的盐溶液(如ZnCl2浓溶液)
阳极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋
阴极(铁件)：Zn2＋＋2e－===Zn
电镀过程中电解质溶液浓度不发生变化。
在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
例3
【解析】 根据电镀原理，应用镀层金属作阳极,镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，因此选A。
【答案】 A
变式训练3
金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：选D。依据电解反应规律，镍精炼时粗镍作阳极，发生氧化反应：Ni－2e－===Ni2＋,由于Zn、Fe还原性大于Ni，所以阳极同时发生反应：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Cu、Pt还原性小于Ni，所以不反应，故A错误，D正确。纯镍作阴极，电解质溶液需含有Ni2＋，由于Ni2＋氧化性大于Zn2＋、Fe2＋，所以阴极反应只有Ni2＋＋2e－===Ni,故B、C错误。
探究整合应用
阿伏加德罗常数的测定
在电解反应中，电极上析出物质的质量(Δm)与通过电极的电量(Q)成正比，即与通过电解液的电流强度(I)和通电时间(t)的乘积成正比。测出通过电解液的电荷总量，可以算出参与反应的电子数和析出金属的原子数，结合测得的析出物质的质量，就可算出阿伏加德罗常数(NA)。
如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。
例
(1)当以I＝0.21
A的电流电解60
min后，测得铜片A的质量增加了0.25
g，则该图装置中的X端应与直流电源的________极相连，它是电解池的______极。
(2)电解后铜片B的质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA的值(已知电子电量e＝1.60×10－19
C)。
【解析】 因为铜片A的质量增大，A为电解池的阴极，Cu2＋＋2e－===Cu，X端应与直流电源的负极相连接。铜片B则为电解池的阳极：Cu－2e－===Cu2＋，其质量减小。(共15张PPT)
《实验化学》
专题5
电化学问题研究
课题1
原电池
原
电
池
实验目的：
１．了解常见原电池、燃烧电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。
２．通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。
３．通过制作燃料电池，培养动手能力，加深对电池工作原理的认识。
４．认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生活的密切联系。
一.原电池实验
实验过程
1．在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察发生的现象。
2．一段时间后，向烧杯中加入1～2g高锰酸钾晶体（或重铬酸钾晶体，或5～10mL6%H202溶液），振荡，观察现象。
3．改用Zn—C、Al—Cu为电极材料，分别与稀硫酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。
原
电
池
实
验
原
电
池
实
验
实验现象
１．用铜锌电极、铜铝电极，小灯
泡不发光；伏特表、安培表指针能偏转
。
２．用锌石墨电极，小灯泡微微发
光２－３秒。
３．往溶液中加入1～2克高锰酸钾晶体，再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出较明亮的光，而且持续的时间更长，约发光１０秒钟。
实验注意点
1．金属电极用砂纸打磨。
2．电解质溶液可用３０％左右的硫酸溶液。
3．去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断震荡溶液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从0.5伏上升到2.1伏，电流强度从0.09安变到0.19安）
4．改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯泡(2.2V，0.25A)很难发光。
5．实验顺序最好换一下，可节约药品。
6．要选用纯度高的锌片做电极。
原
电
池
实
验
我们的困惑
１．电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短、接触的好差、介质类别、介质的浓度及温度、电极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。
２．理论上，电极电势应该Al—Cu比
Zn—Cu高，但实际测出结论相反。
原
电
池
实
验
３．该实验要得到最直观的现象，就是要用小功率的小灯泡，难找。
二．氢氧燃料电池的制作
实验过程
1．把两根碳棒放在酒精喷灯（或煤气灯）火焰上灼烧2～3min后，立即投入到冷水中，反复操作3～5次，使碳棒表面变得粗糙多孔。
2．将经过灼烧的两根碳棒插入2mol·L-1
KNO3溶液中，并与6V直流电源连接，电解约20s，使两电极的碳棒上吸附很多小气泡。
3．切断电源，在两极之间接上蜂呜器（原来连接直流电源正极的碳棒应该与蜂呜器的正极相连接），观察并记录现象。
氢氧燃料电池的制作
氢氧燃料电池的制作
实验现象
１．接通电源,电极表面产生大量气泡，并在电极表面吸附上大量气泡。
２．切断电源后,将电极接在蜂呜器上，蜂呜器立刻发出蜂呜声。
实验注意点
1．多孔碳棒现制现用效果好，也可直接用砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。
2．电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电源6V,实际操作中电压可从几伏到二十几伏，电解10至15秒即可。电解质溶液用硫酸钠、硝酸钠等效果也很好。
3．多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂呜器的过程中千万注意，不可碰到或振动碳棒，以防气体逸出，影响实验。
氢氧燃料电池的制作
我们的思考
这个实验成功率很高，最关键的就是碳棒的固定，我们可以将碳棒固定在泡沫塑料上。
氢氧燃料电池的制作
析 氢 腐 蚀
1.析氢腐蚀
实验过程
1.取两根3～5cm长的铁钉，用稀盐酸除去铁锈。在其中一根铁钉上疏散地绕几圈光亮的细铜丝，使铜丝铁钉紧密接触。
2.把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入3mL0.1mol·L-1盐酸和2滴K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，观察现象。比较哪支铁钉上产生的气泡多，哪支铁钉周围先出现蓝色沉淀（Fe2+能与[Fe（CN）6]3-反应生成蓝色沉淀）。
三.金属的腐蚀
实验现象
析 氢 腐 蚀
１．绕有铜丝的铁钉周围约２秒钟就出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约５秒钟出现蓝色沉淀。
２．产生气泡速度较慢，约５分钟后能明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气泡少而小。
实验注意点
１．这个反应出现蓝色沉淀很快（２秒左右）,
所以建议实验时，先在两支试管中加好稀盐酸和铁氰化钾，再同时分别放入铁钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。
２．将两试管静置一段时间(5到10分钟)后观察气泡。
析 氢 腐 蚀
2.吸氧腐蚀
实验过程
取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水，静置1～2min，观察现象。
吸 氧 腐 蚀
静置１分钟左右就可见到铁片上含酚酞食盐水液滴的边缘出现红色。
实验现象
实验注意点
该实验操作简单现象明显，是个非常好的微形实验，该实验的关键是铁要用生铁，食盐水浓度大一点，铁片事先要处理好，先用砂纸打磨，后用酸洗，再水洗。这样不需要一分钟就能在周边见到酚酞溶液变红。
吸 氧 腐 蚀电解与电镀
实验目的：
１．通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的认识。
２．通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。
３．了解化学实验研究的一般过程，提高利用化学实验解决问题的能力。
４．体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。
一．电解饱和食盐水
（一）实验过程
１．取一具支Ｕ形管，向管内加入饱和食盐水，分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极．接上直流电源（６－９Ｖ）观察实验现象。
２．电解２－３分钟以后，分别检验产生的氯气（碘化钾淀粉溶液）和氢气（收集、点燃）。
３．电解结束后，在Ｕ形管中滴入几滴酚酞溶液，观察现象。
（二）实验装置图
（三）实验现象
１．接通电源，阳极产生黄绿色的气体，阴极产生无色气体。
２．将阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝色。
３．将阴极产生的气体用小试管收集，后移向点燃的酒精灯，可听到“噗”一声。
４．电解结束后，可见到Ｕ形管中，阳极区溶液呈浅黄绿色，向Ｕ形管中滴入酚酞试液，发现阴极区溶液呈红色。
（四）实验注意点
1．所选具支U形管要短一点，支管要靠上口一点,管径要大一点。
2．食盐水要饱和。
3．氯气的导出导管插入碘化钾淀粉溶液中不能太深。
4．产生的气流不大，要先通电电解二三分钟后再收集氢气，后检验氢气。
二．铁钉镀锌
(一)实验过程
1．电镀液的配制：先向烧杯中加入50ml蒸馏水，再加入3.5gZnCl2，12.5gKCl，1.5g硼酸，搅拌使之溶解，调节溶液的pH为５－６。
2．镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入８０℃、２mol／Ｌ氢氧化钠溶液中浸泡５分钟，除去油污，用水洗净；把铁钉放入４５℃的浓盐酸中浸泡２分钟，取出，洗净；最后将铁钉放入１：１００的稀硝酸中浸泡３－５秒，取出，洗净。
3．电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极铁钉作阴极，接通６伏的直流电源，电镀２０－２５分钟，后观察现象。
（二）实验装置图
（三）实验现象
铁片表面变成银灰色
（四）实验注意点
1．处理镀件时可让学生共用试剂，在通风橱中进行，使镀件尽量光洁，处理好后要尽快实验，否则极易生锈
。
2．电压不能太高，太高镀层会不致密，一般为６伏。
3．电镀液浓度不能过高。
4．电镀时间不宜过长，课本上介绍电镀２０－２５分钟，实际操作时只需５－１０分钟即可。
５．电镀时两极最好悬空且要固定，可用泡沫塑料固定。
（五）我们的尝试
1．电镀液的配制：用２５％的ZnCl2溶液。
2．镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉。
3．电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入２５％的ZnCl2溶液，用锌片作阳极铁钉作阴极，接通６伏的直流电源，电镀５－１０分钟，观察现象。
电镀５分钟 电镀１０分钟
电镀１５分钟原电池
1．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为Zn＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A．MnO2和NH
B．Zn2＋和NH
C．Zn
D．碳棒
2．(2011年龙岩高二检测)据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量更大，而且没有铅污染。其电池反应为：2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气。则下列叙述正确的是(双选)( )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液肯定不是强酸
3．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl－
由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
4．烧过菜的铁锅未及时洗涤(残液中含NaCl等)，第二天便出现红棕色锈斑。下列反应表示整个过程可能发生的变化，其中不符合事实的是( )
A．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．Fe－3e－===Fe3＋
C．Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
5．某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个实验过程如下。回答有关问题。
(1)干电池的基本构造和工作原理
如图为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应是
__________________________，MnO2的作用是除去正极上的产物H2，该反应方程式为2MnO2＋H2===Mn2O3＋H2O。
(2)锌皮和碳棒的回收
用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷刷干净，将电池内的黑色粉末移入烧杯中。
(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离
①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的混合物？写出简要的实验步骤
________________________________________________________________________。
②设计简单的实验证明所得晶体中含有NH。
实验步骤
________________________________________________________________________；
实验现象
________________________________________________________________________；
有关的离子方程式
________________________________________________________________________。
③用________的方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开。
④最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2，还有炭黑和有机物等。可用灼烧的方法除去杂质，该实验中要用到的主要仪器有
________________________________________________________________________。
答案：
1．
解析：选A。由锌锰干电池的总反应知，Zn为负极，MnO2为正极上发生反应的物质，NH为正极上的辅助反应物。
2．
解析：选BD。，所以Zn作负极，负极发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。如果电解液是强酸，由于c(H＋)大，正极的反应是2H＋＋2e－===H2↑，而不是O2得到电子。因此B、D项是正确的。
3．解析：选B。Cl－由b区向a区迁移，A错；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确；由题干知铁板发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应，因此C项错；铜螺丝钉作正极，因此D错。
4．解析：选B。根据题意，铁在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，电极反应为：负极Fe－2e－===Fe2＋，正极2H2O＋O2＋4e－===4OH－，生成的Fe2＋与OH－结合为Fe(OH)2，并进一步在空气中被氧化为Fe(OH)3。
5．解析：以干电池为情景综合考查物质的提取、检验和分离。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋
(3)①向小烧杯中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌，然后过滤，将滤液移入蒸发皿中，加热蒸发结晶 ②取少量晶体溶于蒸馏水配成溶液，取少许溶液于试管中，加入少量NaOH溶液后加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 NH＋OH－NH3↑＋H2O ③加热 ④坩埚、酒精灯(玻璃棒、三角架等)原电池
一、学情分析与教学设想
该部分内容概念较多，涉及原电池、氧化还原、带电粒子移动、电极及电极反应、内外电路、充放电等。而学生对这些概念辨析不清，如分不清氧化反应与还原反应、正负极与阴阳极。除此学生最大的问题是不会写电极反应和怕写电极反应。
因此，本人尝试在教学中变换思路，以物理中带电粒子在电场中定向移动解决阴阳离子向正负极移动问题。采用分步反应法解决写电极反应难的问题。
二、教学目标
知识与技能：
1．基本掌握原电池的原理；
2．基本掌握电极反应方程式的书写。
过程与方法：
1．以物理中带电粒子在电场中定向移动解决阴阳离子向正负极移动问题；2．用分步反应法实践写电极反应。
情感态度与价值观：
1．能在思考交流过程中倾听他人意见，相互启发，体会到合作交流的重要；2．通过对阴阳离子向正负极移动的探讨，树立起事物间相互联系的思想。
三、教学重点和难点
重点是原电池的原理；难点是电极反应方程式的书写。
四、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】什么叫原电池？
思考，回答：将化学能转变成电能的装置叫做原电池。
回忆，重现。
【再问】原电池组成条件有哪些？
思考，回答：
回忆，重现。
1.【设问】开关闭合前、后的现象是否相同？2.
【分析】联系物理知识剖析阴阳离子向正负极移动问题。
动手，思考，聆听。1．产生气体位置不同；2．产生气体速率不同；3.制备H2时加CuSO4原因。4.阳离子移向正极，阴离子移向负极。
1．将问题进行分解，层层深入，帮助学生顺利解决问题。2．让学生学会学科间交叉融合。3.落实原电池各知识点。
组织学生练习
思考，完成练习2
巩固，提高。
【过渡】通过以上原理能否制出实用的电池呢？
思考，回忆。
过渡到化学电源。
【引导】1.两极得失电子及产物；2.回忆Na2O与H2O反应，OH-与Zn2+的反应。3.电极反应。
聆听，理解，体会。
培养学生把复杂问题拆分成简单问题的科学方法。
组织学生练习蓄电池、燃料电池的电极反应书写。
思考，完成练习
巩固，提高，落实电极反应书写。
【师生归纳】如何书写电极反应式？
第一步:
电极发生的反应;第二步:
第一步的产物与电解质反应;第三步:
电极反应式是以上两步的加和式。
知识升华，加深对书写电极反应的方法，规律认识。
【巡视】点评学生出现的问题。
完成“学习反馈”练习。
学以致用，及时巩固。
五、板书设计
原电池、电源
一、原电池
离子移动示意图
二、电源
书写电极反应方法：分步反应法
第一步:电极发生的反应;
第二步:第一步的产物与电解质反应;
第三步:电极反应式是以上两步的加和式。电解与电镀
1．某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是( )
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．电解前期，H＋的浓度不断减小
2．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是( )
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
3.如图是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，则下列说法正确的是( )
A．电源a极为负极
B．Ⅰ极上铜放电而逐渐消耗
C．Ⅱ极上发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
D．Ⅱ极上Cu2＋放电而使溶液中Cu2＋浓度逐渐变小
4.如图所示，a、b是多孔石墨电极。某同学按图示装置进行如下实验：断开K2，闭合K1一段时间，观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围，此时断开K1，闭合K2，观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是( )
A．断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大
B．断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．断开K1，闭合K2时，OH－向b极移动
5．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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电极附近观察到的现象是____________________________。
②Y电极上的电极反应式是______________________________________，
检验该电极反应产物的方法是__________________________。
(2)如果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________，电极反应式是_______________________________。
②Y电极的材料是________，电极反应式是___________________________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
答案：
1．解析：选A。Cu作阳极被消耗，溶液中H＋在阴极放电析出H2。因此，电解一段时间后c(H＋)减小，当生成的CuSO4浓度不断增大后，Cu2＋在阴极放电而析出，c(H＋)不再变化。
2．解析：选C。电解饱和食盐水中，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总离子方程式为：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，故A项正确，B项正确；根据定义，D项正确。C项中离子方程式错误。
3.解析：选B。电镀时，镀件作阴极，则b为负极，镀层金属作阳极，a为正极，故A项错；C项中，Cu2＋＋2e－===Cu，故C项错；D项中CuSO4溶液的浓度不变，也错误。
4.解析：选B。该题为原电池和电解池的综合试题。当断开K2，闭合K1时为电解池，此时根据电源判断a极为阳极，b极为阴极，相当于电解水，a极的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A、C两项正确；当断开K1，闭合K2时，该装置为原电池，可看作氢氧燃料电池，a极为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b极为负极，电极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，故D项正确，B项错误。
5．解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。
(2)电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。
答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑ 放出气体，溶液变红 ②2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋(共17张PPT)
2.电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，即把
电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
一、电解的基本知识
1.电解：在直流电的作用下，在两电极
上分别发生氧化反应和还原反应的过程
叫做电解。
阴极：与直流电源的负极相连的电极，这一极发生还原反应。
阳极：与直流电源的正极相连的电极，这一极发生氧化反应。
4、两电极的判断以及反应
①直流电源
②两个电极
③电解质溶液或熔融电解质
3、电解池的构成条件：
5、电子与电流的方向
对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极，得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极，失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流向电源的正极，这样，电流依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。
电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极
为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？
思考：
（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。）
（1）阴极：
得电子，发生还原反应，离子氧化性越强，反应越容易。
常见阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>
Al3+>Mg2+>Na+
（2）阳极：失电子，发生氧化反应，离子还原性越强，反应越容易。
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：
S2-
>
I-
>
Br
-
>
Cl-
>
OH-
>
含氧酸根
>
F-
②当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优先放电。
6、电解时电极产物的判断
1、如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（
）
A、a为负极，b为正极
B、a为阳极，b为阴极
C、电解过程中，d电极质量增加
D、电解过程中，氯离子浓度不变
2、想一想：
若以铜为阳极,铁为阴极,电解CuCl2溶液，情况又如何？
练习：
C
总结
1、电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解
2、电解电解质型：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如HCl、CuCl2）溶液的电解
3、电解质和水同时被电解型
A、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、MgBr2)溶液的电解
B、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解
用惰性电极电解电解质溶液的规律：
试写出电解饱和食盐水的电极反应：
阳极：
阴极：
总反应：
2H+
+
2e-
=
H2↑
2Cl-
-2e-
=
Cl2↑
二、电解饱和食盐水
电解饱和食盐水装置
Ｈ2
NaOH
Ｃl2
2H2O
+
2NaCl
=
H2↑
+
Cl2↑
+
2NaOH
电解
实验方案设计：
1、实验原理
2、实验仪器和试剂
3、实验步骤
实验现象
结论
1
2
3
4
两极均产生气泡
通电后有新的气体物质生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰，有轻微的爆鸣声
有氢气生成
湿润的淀粉碘化钾溶液变蓝
有氯气生成
铁棒周围的颜色变红
有碱性物质生成
4、实验现象和结论
(1)原理：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程.
(2)阴极：待镀件
阳极：镀层金属
(3)电镀液：含有镀层金属的离子
电
镀
电镀银工作原理示意图
电镀液
三、电镀
4、实验方案设计：铁钉镀锌
（1）实验原理
（2）实验仪器和试剂
（3）实验装置图
（4）实验步骤
【原电池与电解池的比较】
整理与归纳：
原电池
电解池
负极
：氧化反应
正极
：还原反应
阳极
：氧化反应
阴极
：还原反应
电极反应
形成条件
举例说明
能量转换
电子流向
化学能转化为电能
电能转化为化学能
⑴铜锌原电池；
⑵氢氧燃料电池
⑴氯碱工业；
⑵电镀
负极 正极
阳极流出；阴极流入
装置举例
两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应
电源;两个电极;电解质
3、某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑反应，设计如图所示的四个实验，你认为可行的实验是（
）
C
练习：
4、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pH不变
B、电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故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
D
5、在蒸馏水中加入
相等物质
的量的Ag+、Pb2+、Na+、NO3-、SO42-、Cl-，再用惰性电极电解该溶液，并收集两极产物，则所得的氧化产物与还原产物的质量之比为（
）
A、16：207
B、108：35.
5
C、39.5:108
D、8:1
D
