高中化學(xué) 4.3電解池學(xué)案 新人教版選修4-新人教版高二選修4化學(xué)學(xué)案

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第一課時(shí)【考綱要求】了解電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P79---P80，思考并完成以下預(yù)習(xí)內(nèi)容。金屬鈉如何制備？你能寫出陰陽(yáng)兩極的電極反應(yīng)么？石墨為電極電解氯化銅溶液時(shí)，為什么會(huì)生成銅和氯氣？電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)，一定會(huì)有化學(xué)反應(yīng)嗎？如何判斷一套裝置是原電池還是電解池？【考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一：電解原理例1用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極B．通電使CuCl2發(fā)生電離C．陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－==CuD．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體例2碘鹽的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，電解KI溶液，反應(yīng)方程式為KI＋H2O,KIO3＋H2↑(未配平)。下列有關(guān)說法中正確的是()A．電解時(shí)，石墨做陰極，鐵做陽(yáng)極B．電解時(shí)，在陰極上產(chǎn)生KIO3C．電解前后電解質(zhì)溶液pH變大D．電解中，每轉(zhuǎn)移0.6mole－，理論上可得到0.1mol無水KIO3晶體反饋訓(xùn)練1下列說法錯(cuò)誤的是()A．電解質(zhì)的導(dǎo)電過程是化學(xué)變化，而金屬的導(dǎo)電是物理變化B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程，就是電解質(zhì)被電解的過程C．電解質(zhì)在任何條件下均可以導(dǎo)電D．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程中一定有新物質(zhì)生成反饋訓(xùn)練2某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是()A．石墨是電解池的負(fù)極，Cu是電解池的正極B．電解過程中，銅電極上自身沒什么變化C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出D．整個(gè)電解過程中，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑小結(jié)：1.電解池的陰陽(yáng)極的判斷方法：.2.陰陽(yáng)兩極上的放電順序判斷：考點(diǎn)二：電極反應(yīng)式的書寫以及電解一般規(guī)律例3用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲。電解過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙，橫坐標(biāo)表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說法不正確的是()A．電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生B．b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．曲線O～P段表示H2的體積變化D．Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體中H2和O2體積比為1∶1反饋訓(xùn)練3從SO42-、Cl－、H＋、Cu2＋中選出合適的離子組成電解質(zhì)，采用碳棒作電極對(duì)其水溶液進(jìn)行電解：(1)若使電解質(zhì)含量減少但水量不變，可采用的電解質(zhì)是________(寫化學(xué)式或反應(yīng)式，下同)。(2)若使電解質(zhì)和水量都減小，可采用的電解質(zhì)是________，其陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：_____________________，其總反應(yīng)方程式為：_____________________。歸納：1.電極反應(yīng)式的書寫思路和方法：2.陰陽(yáng)兩電極產(chǎn)物判斷：3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的一般規(guī)律：【考點(diǎn)鞏固】1．下列敘述正確的是()①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④電解池兩個(gè)電極材料可以相同A．①②③④B．③④C．②③④D．③2.下列裝置屬于工作時(shí)的電解池的是(其中C表示石墨)()3.用惰性電極電解CuCl2和NaCl的混合溶液，陰極和陽(yáng)極上分別析出的物質(zhì)是()A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O4.用石墨作電極，分別電解下列各物質(zhì)的溶液：①CuCl2②CuSO4③NaBr④NaNO3⑤鹽酸⑥H2SO4⑦KOH。其中只有水被電解的有()A．①②⑤B．③④⑥⑦C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦5.用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后，再加入一定量的某種物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)物質(zhì))，能夠使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是()A．AgNO3(AgNO3)B．NaOH(NaOH)C．KCl(KCl)D．CuSO4(CuO)6．(雙選)右圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法中正確的是()A．X是正極，Y是負(fù)極B．X是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH逐漸減小D．CuSO4溶液的pH不變7.電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I2＋6OH－===IO3－＋5I－＋3H2O下列說法不正確的是()A．右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有IO3－C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI＋3H2Oeq\o(=====,\s\up15(通電))KIO3＋3H2↑D．如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變8.右圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：a極：Cu2＋＋2e－===Cu；b極：Fe－2e－===Fe2＋。下列說法不正確的是()A．裝置中電解質(zhì)溶液一定含有Cu2＋B．該裝置一定是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．a(chǎn)、b可能是同種電極材料D．a(chǎn)極上一定發(fā)生還原反應(yīng)9．(雙選)用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)一段時(shí)間后斷開K，向燒杯中加入0.1molCuO后CuSO4溶液恰好恢復(fù)到反應(yīng)前的濃度和pH。下列說法中不正確的是()A．銅棒為正極，其電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑B．燒杯右側(cè)碳棒為陰極，其電極表面有紅色物質(zhì)析出C．反應(yīng)中消耗鋅的質(zhì)量為13gD．導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為0.1mol10.寫出下列電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的離子方程式：(1)電解AgNO3溶液(惰性電極)陰極：_____________________；陽(yáng)極：_____________________；離子方程式：_____________________。(2)用銅電極電解NaOH溶液陰極：_____________________；陽(yáng)極：_____________________；離子方程式：_____________________。(3)電解CuSO4溶液(惰性電極)陰極：_____________________；陽(yáng)極：_____________________；離子方程式：_____________________。(4)電解Na2SO4溶液(惰性電極)陰極：_____________________；陽(yáng)極：_____________________；離子方程式：_____________________。(5)電解CuCl2溶液(惰性電極)陰極：_____________________；陽(yáng)極：_____________________；離子方程式：_____________________。11．仔細(xì)分析如圖裝置，完成下面的填空。(1)一段時(shí)間后，可能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象是：甲池，Zn棒逐漸溶解，碳棒上有________產(chǎn)生。與Zn棒相連的碳棒質(zhì)量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)甲池Zn極為________極，電極反應(yīng)式：_____________________乙池中C1為________極，電極反應(yīng)式為：_____________________，乙池總反應(yīng)式為：_____________________。12．從NO3－、SO42-、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對(duì)其溶液進(jìn)行電解。(1)若兩極分別放出H2和O2時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是________；(2)若陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是________；(3)若兩極分別放出氣體，且體積比為1：1，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是________。13．V某溫度下，取一定質(zhì)量的硫酸銅溶液，用石墨作電極進(jìn)行電解，當(dāng)陽(yáng)極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12L時(shí)，CuSO4恰好被完全電解，得到密度為1.2g·cm－3的溶液200mL。求：(1)陰極的電極反應(yīng)式為_____________________?？偡磻?yīng)的離子方程式為_____________________。(2)電解后所得溶液的pH為_____________________。(3)電解前所取CuSO4溶液的質(zhì)量為________g。(4)若要使電解后所得溶液恢復(fù)至電解前的原狀態(tài)，需要加入何種物質(zhì)(只要求寫出一種)，其化學(xué)式為________，加入物質(zhì)的質(zhì)量為________g第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第二課時(shí)【考綱要求】了解氯堿工業(yè)反應(yīng)原理

，了解銅的電解精煉與電鍍【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P80---P82，思考并完成以下預(yù)習(xí)內(nèi)容。請(qǐng)寫出電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)式電解池和原電池有何本質(zhì)區(qū)別？電解精煉銅時(shí)，粗銅中的雜志哪里去了？【考點(diǎn)突破】考點(diǎn)一：電解原理的應(yīng)用例1電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題：若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為__________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_____________________。②Y電極上的電極反應(yīng)式為_____________________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_____________________例2用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液的pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1反饋訓(xùn)練1下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()反饋訓(xùn)練2下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作為陽(yáng)極B．電解法精煉粗銅，用純銅作為陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作為陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作為陽(yáng)極歸納：例3如圖，四種裝置中所盛的溶液體積均為200mL，濃度為0.6mol·L－1，工作一段時(shí)間后，測(cè)得導(dǎo)線上均通過了0.2mol電子，此時(shí)溶液中的pH由大到小的順序是()A．④②①③B．④③①②C．④③②①D．①③②④例4500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝6.0mol·L－1，用石墨做電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()A．原混合溶液中c(K＋)為2mol·L－1B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移6mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD．電解后溶液中c(H＋)為2mol·L－1反饋訓(xùn)練3觀察右邊幾個(gè)裝置示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A．裝置①中陽(yáng)極上析出紅色固體B．裝置②中銅片應(yīng)與電源負(fù)極相連C．裝置③中外電路電流方向：b極→a極D．裝置④中陰極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑歸納：【考點(diǎn)鞏固】1.有關(guān)原電池和電解池的說法正確的是()A．鉛蓄電池放電時(shí)鉛電極發(fā)生還原反應(yīng)B．電解池的外接電源可以是直流電也可以是交流電C．燃料電池的負(fù)極都是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)D．利用電解池可以使反應(yīng)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑發(fā)生2.關(guān)于電解法精煉銅的下列說法正確的是()A．粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，硫酸銅為電解質(zhì)溶液B．純銅作陽(yáng)極，粗銅作陰極，硫酸銅為電解質(zhì)溶液C．電解結(jié)束后，溶液中Cu2＋濃度不變D．電解結(jié)束后，溶液中Cu2＋濃度變大3.如圖所示a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)是正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．b是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變D．往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅4.如圖所示，將兩燒杯用導(dǎo)線如圖相連，Pt、Cu、Zn、C分別為四個(gè)電極，當(dāng)閉合開關(guān)后，則以下敘述正確的是()A．C電極為電解池的陽(yáng)極B．Cu電極附近OH－濃度增大C．Na＋移向Pt電極D．Pt電極上有O2生成5．Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如圖所示，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成6.一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6mol·L－1的KOH溶液，下列說法中正確的是()A．充電時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)將碳電極與電源的正極相連C．放電時(shí)碳電極反應(yīng)為：H2－2e－===2H＋D．放電時(shí)鎳電極反應(yīng)為：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－7.關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是()A．裝置①是原電池，總反應(yīng)是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋B．裝置①中，鐵作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Fe3＋＋e－===Fe2＋C．裝置②通電一段時(shí)間后石墨Ⅱ電極附近溶液紅褐色加深D．若用裝置③精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液8.工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設(shè)計(jì)的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．為了增加污水的導(dǎo)電能力，應(yīng)向污水中加入適量的H2SO4溶液B．甲裝置中Fe電極的反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋C．為了使燃料電池乙長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2D．當(dāng)乙裝置中有1.6gCH4參加反應(yīng)時(shí)，C電極理論上生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.48L9.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。(1)如右圖，其中a是電解液，X、Y是兩塊電極板。若X、Y是惰性電極，a是CuSO4溶液，則電解時(shí)的化學(xué)方程式為________。通電一段時(shí)間后，向燒杯中的電解質(zhì)溶液中加入0.2molCuO粉末，電解質(zhì)溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為________；當(dāng)X、Y分別是鐵和銅，a仍是CuSO4溶液，則Y極的電極反應(yīng)式為_____________________。(2)已知＋2價(jià)的鐵的化合物通常具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化。實(shí)驗(yàn)室用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)很難制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀，但是若用電解的方法卻可以較易制得純凈的Fe(OH)2沉淀。制備裝置如右圖所示，其中a、b的電極材料分別為鐵和石墨。①a電極上的反應(yīng)式為________________。②電解液d最好選________(填編號(hào))。A．純水B．CuSO4溶液C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液③液體c為________(填編號(hào))。A．四氯化碳B．硝基苯C．苯 D．乙醇10.工業(yè)上為了處理含有Cr2O72-的酸性工業(yè)廢水，采用下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)回答下列問題。(1)兩極發(fā)生的電極反應(yīng)式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極：。,陰極：。))(2)寫出Cr2O72-變?yōu)镃r3＋的離子方程式：___________。(3)工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是__________________________________________。(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨電極，原因是___________。

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第一課時(shí)【考點(diǎn)突破】例1A例2D反饋訓(xùn)練1C反饋訓(xùn)練2C例3反饋訓(xùn)練3(1)CuCl2、HCl(2)CuSO44OH－－4e－===2H2O＋O2↑2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑(3)H2SO4(4)HCl2H＋＋2e－===H2↑【考點(diǎn)鞏固】1B2C3B4C5D6AC7D8B9CD10(1)4Ag＋＋4e－===4Ag4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑(2)2H＋＋2e－===H2↑Cu＋2OH－－2e－===Cu(OH)2Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑(3)2Cu2＋＋4e－===2Cu4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2Cu2＋＋2H2O