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2021届高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案2
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这是一份2021届高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案2，共18页。教案主要包含了联想•质疑，阅读交流，板书设计，复习提问，预习提示，讲解并板书，指导学生阅读资料在线，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
江苏省邳州市第二中学高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案2
知识与能力：
1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极；
2. 通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值；
3. 通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献；
4. 通过活动探究，提高学生的实验能力和分析能力；
5. 从能量的角度理解化学科学的重要性。
过程与方法：
采用问题驱动的方法，经联想质疑中熟知的反应切入提出问题，将学生引入本节学习；以已知离子在电场中的定向移动为起点，从而分析具体反应中阴阳离子的移向，在渐进的学习中明白电解、电解池，并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中，要让学生明白规律是有条件限制的。
情感、态度与价值观：
进一步体会化学的魅力，激发对学习的兴趣；了解方法的重要意义，明白将来实现的重要价值。
教学重点：电解原理、电极反应
教学难点：阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式
课时安排：共5课时（新课3课时，复习练习2课时）
教学过程：
（第一课时）
【联想•质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1 如果要真个反应反方向进行，则需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？
【学生】电能转化为化学能
【教师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理
【板书】一、电解的原理
【阅读交流】
1）、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
2）、通电后，外电路上的电流方向怎样？
3）、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？
4）、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？
e-
e-
Cl-
Na+
石墨电极
铁电极
熔融NaCl
电解熔融NaCl
【讲解】在熔融NaCl中，存在自由移动的Na+和Cl-，做杂乱无章的运动。通电后，电子由电源的负极流出，聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引，Na+要移向铁电极，做定向移动。Na+在铁电极上得到电子，Na+ + e- = Na，发生还原反应。
电子要流向正极，那么石墨电极上哪来的电子？
【学生】思考，回答
【讲解】对，Cl-要移到石墨电极上，失去电子，2Cl- — 2e- = Cl2↑，发生氧化反应。为了维持电流，Cl-要不断地失去电子，不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和 Cl2，电能就转化为化学能储存在Na和 Cl2里面了。这个过程就称之为电解。
下面我们看看有关电解的几个概念。
【板书】（一）概念
1、电解：
【讲解】能够发生电解的装置叫电解池
【板书】2、电解池：
【提问】大家结合电解熔融NaCl的例子，说说构成电解池的条件有哪些？
【学生】回答
【板书】3、构成电解池的条件：
（1）外加直流电源
（2）两个固体电极
【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极，我们来看看阴阳极是怎么定义的？
【学生】阅读回答。
【讲解】结合电解熔融NaCl的例子讲解。
【板书】阴极：发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极，
得到电子的电极，
阳离子移到的电极。
阳极：发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极，
失去电子的电极，
阴离子移到的电极。
（3）电解质溶液或熔融电解质
（4）构成闭合的电路
【练习】1.分析下图，属于电解池的有（ ③⑥ ）
2.下列说法正确的是( ①④ )
①电解是把电能转变成化学能； ②电解是化学能转变成电能；
③电解质溶液导电是化学变化；
④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；
【过渡】如果随便给你一个电解池，你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢？下面我们就来讲讲这个问题。
【板书】（二）电极产物的判断和电极方程式的书写
【讲解】要讲这个问题，首先我们得明白什么是电极反应，大家阅读课本了解一下。
【板书】1、电极反应：
【举例】2、电解熔融NaCl
电荷要守恒
【板书】阴极：2Na+ +2 e- = 2Na
阳极：2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式：2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑（离子方程式）
2NaCl 2Na + Cl2↑（化学方程式）
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
Cu2+
H+
Cl-
OH-
e-
e-
石墨电极
石墨电极
CuCl2溶液
电解CuCl2溶液
【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤：
【板书】（1）明确电解液中存在的离子
【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子？
【学生】回答
【过渡】对于阳离子，到底是Cu2+先得到电子，还是H+先得到电子呢？这就涉及到离子的放电顺序的问题了，大家阅读课本，了解以下离子的放电顺序。
【学生】阅读课本。
【板书】（2）是哪些离子得失电子
放电顺序：
阴极：阳离子得电子顺序：
Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+
阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：
Cu>Hg >Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（ NO3－、SO42－含氧酸根）>F-
【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。
【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。
2.用惰性电解Fe2(SO4)3 和Cu(NO3)2的混合溶液，写出电解的电极方程式。
【作业】用石墨做电极，电解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式。
为下节课讲电解的几种类型作铺垫！
【板书设计】
一、电解的原理
（一）概念
1、电解：
2、电解池：
3、构成电解池的条件：
（1）外加直流电源
（2）两个固体电极
阴极：发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极，
得到电子的电极，
阳离子移到的电极。
阳极：发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极，
失去电子的电极，
阴离子移到的电极。
（3）电解质溶液或熔融电解质
（4）构成闭合的电路
（二）电极产物的判断和电极方程式的书写
阴极：2Na+ +2 e- = 2Na
阳极：2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式：2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑（离子方程式）
2NaCl 2Na + Cl2↑（化学方程式）
（1）明确电解液中存在的离子
（2）是哪些离子得失电子
放电顺序：
阴极：阳离子得电子顺序：
Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K +
阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：
Cu>Hg >Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（ NO3－、SO42－含氧酸根）
（第二课时）
【复习提问】
1、什么叫电解？ 2、什么叫电解池？ 3、判断阴、阳极的方法有哪些？
4. 以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（ B ）
A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
【讲解】电解的几种类型
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；
（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；
（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；
（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；
【板书】二、电解原理的应用
电解的类型：
1. 电解水型
2. 分解电解质型
3. 放氧生酸型
4. 放氢生碱型
【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用
（一）电解食盐水
【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些？
2、电解食盐水的产物是什么？
3、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？
4、在电解食盐水的过程中，溶液的PH值如何变化？
【学生】预习后回答
【视频】电解食盐水
【讲解并板书】现象：
电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：
阴极：2H++2e-→ H2↑ 阳极：2Cl- → Cl2↑+2e-
总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：
总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
溶液PH值变化：
【学生】预习氯碱工业
【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。
Na+
Na+
H2O(含少量NaOH)
NaOH浓溶液
NaCl稀溶液
NaCl浓溶液
H2
Cl2
阳离子交换膜
【讲解】在电解过程中，由于阴极区OH浓度变小，水的电离平衡向生成H和OH的方向移动，随着H不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的OH越来越多。用隔膜就可以阻止OH移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。
【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序
【强调】离子放电顺序是对在一定条件下，离子并不都能在电极上发生反应。而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律，不同的实验条件会存在不同的顺序，规律是有条件限制的。
【阅读】工业电解食盐水制备烧碱
【课堂练习】练习册P13 1、2、4、13
【作业】P18 1
【板书设计】
二、电解原理的应用
电解的类型：
5. 电解水型
6. 分解电解质型
7. 放氧生酸型
8. 放氢生碱型
（一）电解食盐水
现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：
阴极：2H++2e-→ H2↑ 阳极：2Cl- → Cl2↑+2e-
总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：
总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
溶液PH值变化：
（第三课时）
【知识回顾】上节课我们学习了哪些知识点？
【学生】
【预习提示】1、在铜的电解精练中，阴阳极材料各是什么？能不能换成其他的材料？
2、对电解质溶液是有什么要求？
3、阴阳极反应方程式是什么？ 4、可以得到什么副产物？
【学生】预习后回答
【板书】（二）铜的电解精练
【视频】铜的电解精练
【讲解并板书】现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极：Cu→ Cu2+＋2e-
电解的副产物
（三）电镀
【预习提示】【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：镀件和镀层金属。那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？这节课我们就来看看这个问题。
【活动探究】在铁钉上镀铜
【板书】电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
注意点: ①电极：阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
【投影小结】 电解池、电解精练池、电镀池的比较
电解池
电解精练池
电镀池
定义
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件
①两电解接直流电源
②电极插入电解质溶液或熔融电解质中
③形成闭合回路
①不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子
①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子
电极名称
阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属
阴极：纯金属
阳极：镀层金属
阴极：镀件
电极反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
【投影练习】
1.（1）a 、b哪一极为正极？
（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？
（3）若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？选择何种溶液？
2. 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
（1）电解时,应以 作阴极，电解过程中
阴极 附近溶液pH将会 ,
（2）阳极反应式为 ，
（3）总电解反应式为 .
答案: Fe 增大 MnO42——e- =MnO4— 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑
【讲解】
例一：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.
解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑
阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol.
阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0
生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.
【练习】1.用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
2.某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。
Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g
所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=1
3.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
4.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是
A
B
C
D
阳极
石墨
Cu
Cu
Cu
阴极
石墨
石墨
Fe
Pt
电解液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
H2O
5.按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极
为纯铜，
电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好
全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03
克，A合金中Cu、Zn原子个数比为
A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 任意比
【板书设计】
（二）铜的电解精练
现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极：Cu→ Cu2+＋2e-
电解的副产物
（三）电镀
电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
注意点: ①电极： 阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
三、电解池、电解精练池、电镀池的比较
【作业】P18 2
【教学反思】
电解
电解的定义
电解原理的应用
定义：电能转化为化学能
阴阳极的判断
电解时电极产物的判断
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
阳极产物的判断
阴极产物的判断
阳极：阴离子的放电顺序
阴极：阳离子的放电顺序
氯碱工业
电镀
铜的电解精练
电解法冶炼金属
(第四课时)
【知识总结】
【典例精析】
【例1】如右图是电解CuCl2溶液的装置，其中
c、d石墨电极，则下列有关判断正确的是（C）
A.a为负极，b为正极
B. a为阳极，b为阴极
电极的放电顺序
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，Cl- 物质的量浓度不变
【解析】依据电流方向，可推出a为电源正极，b为负极，则c是电解池的阳极，Cl－失电子转化为Cl2；d是电解池的阴极，产生Cu，d电极质量会增加。
【例2】.用石墨电极持续电解下列溶液（电流强度不变），阳极上产生气体的的量可能发生如下图所示变化的是（D）
A.KI溶液 B.Na2SO4溶液
C.CuSO4溶液 D.NaCl溶液
【解析】电解KI溶液时，I－优先在阳极失去电子生成I2，起初没有气体放出。电解Na2SO4溶液相当于电解水，在阳极生成氧气，图象中不可能出现拐点。电解CuSO4溶液时，一直是OH－在阳极失去电子生成O2，图象中同样不可能出现拐点。电解NaCl溶液时，Cl－优先在阳极失去电子生成Cl2，当Cl－消耗完时，转换为OH－放电而生成O2，每转移1mol电子，可生成0.5molCl2，但只能生成0.25molO2，也就是说，前半段斜率较大，后半段斜率较小，与图象完全吻合。
【例3】.有X、Y、Z、M四种金属，已知：X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z组成原电池时，Z为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；M的离子氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（D）
A.X>Y>Z>M B.X>Z>M>Y C.M>Z>X>Y D.X>Z>Y>M
【解析】X可以置换出Y，说明金属活动性X>Y；X和Z作原电池电极时，Z为正极，说明金属活动性X>Z；Y和Z的离子共存，Y离子先放电，说明金属活动性Z>Y；M的离子氧化性强于Y的离子，说明金属活动性MZ>Y>M。
【例4】.用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是（B）
阳极
阴极
溶液甲
物质乙
A.Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B.Pt
Pt
H2SO4
H2O
C.C
Pt
NaCl
盐酸
D.粗铜
精铜
CuSO4
Cu(OH)2
【解析】电解NaOH、H2SO4溶液，都是电解水，所以加水就可以复原，A错误；B正确；电解NaCl溶液后应加入氯化氢使之复原，如果加盐酸，会使NaCl溶液物质的量浓度减小，C错误；D选项，阳极：Cu-2e－→Cu2＋，阴极Cu2＋＋2e－→Cu，电解质溶液物质的量浓度没变，不用加任何物质。
【例5】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（B）
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】用石墨作电极时，在阳极上应是Cl－放电，2Cl－－2e－→Cl2，在阴极上是水电离出的H＋放电，2H＋＋2e－→H2，水电离出的H＋消耗后，产生的OH－与Cl2反应产生ClO－，则消毒液为NaClO和NaCl，如果Cl2在上端产生，则Cl2直接向外排出，不能与OH－反应，故Cl2应在下端产生，即b为电源的正极，与之相连的碳棒为阳极。
【练习讲评】
【题1】下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溶液。下列实验现象中正确的是（D）
Na2SO4溶液
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电极附近呈蓝色
D. a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【解析】电解硫酸钠实质上只电解水。根据阳失氧、阴得还，可知阴极（a电极）产生氢气，阳极（b电极）产生氧气，所以a电极附近富集着氢氧根离子，使石蕊呈蓝色，4H2O+4e－→2H2↑+4OH－；而b电极附近发生2H2O－4e－→O2↑+4H+而使石蕊呈红色。
【题2】下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中，正确的是（D）
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的
B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极
C.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动
D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相同
【解析】在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而溶液中则靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极，从电源的负极流向电解池的阴极；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；不论如何，两极上转移的电子数总是相等的。
【题3】下列叙述中不正确的是（D）
A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
B.不能自发进行的氧化还原反应可通过电解实现
C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D.电解饱和食盐水时，阳极得到NaOH溶液和氢气
【解析】电解饱和食盐水时，在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和NaOH溶液。
【题4】用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解质溶液的pH下降的是（B）
A.CuCl2溶液 B.AgNO3溶液 C.BaCl2溶液 D.H2SO4溶液
【解析】4 AgNO3＋2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3 阴极产物为Ag，阳极产物为氧气和氢氧化钠。
【题5】电解溶液时，如果阴极上有1.6g铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（A）
A.0.28L B.0.56L C.014L D.11.2L
【解析】本题首先要判断阳极上产生什么气体，依据阳失氧，阴得还，可推知阳极上产生的气体是氧气，从电子转移的角度可知电子转移0.05mol，故氧气有028L。
【题6】用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则（D）
A.电解液质量增加x g B.阴极质量增加x g
C.阴极质量增加a g ，a>x D.阴极质量增加b g，b
阳极：Zn→Zn2++2e－ Cu→Cu2++2e－
阴极：Cu2++2e－→Cu，故阳极失去的质量大于阴极增加的质量，使溶液质量增加，但增加值小于x。
【题7】当用铜做电极电解CuSO4溶液时，在阴极的产物是（A）
A.铜 B.铜和氧气 C.氧气 D.氢气
【解析】本题相当于在铜上镀铜，与电解质溶液无关，也就是阳极铜减少，阴极铜增加。
【题8】下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是（C）
A.粗铜极做阳极
B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2++2e－→Cu
C.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%
【解析】Ni、Fe、Zn等金属的金属性比Cu强，在阳极首先是金属性强的金属失电子，故Ni、Fe、Zn应变为对应阳离子进入溶液。
【题9】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(BC)
A.两个电极必须都用惰性电极
B.阳极必须用惰性电极，阴极可以是惰性电极；也可以是金属电极
C.电解熔融状态的氯化镁
D.电解氯化镁的水溶液
【解析】电解氯化镁获取金属镁，也就是说镁离子需要得到电子，所以必须将其转变为阴阳离子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。再根据阴得还，可得该电极上发生的是镁离子得到电子的反应，对于任意电极都没有影响，因为惰性电极和金属电极均无法得到电子。阳失氧，可得此变化应在阳极上发生失电子的反应，如果该电极使用活性电极的话，会优先失电子，产生出的金属阳离子对后面进行的电解存在干扰，甚至再次优先得电子变为电镀。
【题10】许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是(A)
A.含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连
B.阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关
C.电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子D.在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化
【解析】阳极要失电子，含杂质的粗金属做阳极，精金属作为阴极，若阴极用其他导体就会使需要精炼的覆盖在该导体上；粗金属中可能含有一些比较活泼的金属，失电子之后也会到溶液，电解质溶液的成分可能会增加。
【题11】在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是（A）
A.锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Zn2+
B.铂做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
C.锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Fe2+
D.锌做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
【解析】应用电镀池原理，可知镀件做阴极，镀层做阳极，溶液中含有镀层的金属阳离子。
【题12】标明下列装置中电解池的阴极和阳极，写出电极反应式，并判断分别是氧化反应还是还原反应。
【解析】三个装置的电极都是惰性电极，因而电极反应都与电极无关，在电解池中，与电源正极相连、发生的电极反应是氧化反应的电极是阳极，与电源负极相连、发生的电极反应是还原的电极是阴极。根据以上原则就可标明电解池的阴、阳极，写出电极反应的化学方程式，并判断是氧化反应还是还原反应。如A：氯离子在阳极失电子，氢离子在阴极得电子；B：银离子在阴极得电子，水电离出的氢氧根离子在阳极失电子；C：溴离子在阳极失电子，水电离出的氢离子在阴极得电子。
（第五课时）
【题1】在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的（A）
A. NaOH B. HCl C.NaCl D.CuSO4
【解析】因为电解水，所以加入的物质应该不参与电极反应，HCl、NaCl中的Cl-、CuSO4中的Cu2+均参与电极反应，而加入NaOH后仍然是电解水，但由于提供了Na+、OH-导电性明显增强。
【题2】在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为(C)
A.35.5：108 B.16：207 C.8：1 D.108：35.5
【解析】由于Ag+与Cl-、Pb2+与SO42-形成沉淀，电解的是NaNO3溶液，实质是电解水。
【题3】用铂电极（惰性电极）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是(AC)
A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液 C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO3溶液
【解析】阴极和阳极的主要产物分别是H2和O2时，实质就是电解水。
【题4】用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b LO2（标准状况）。从而可知M的相对原子质量为（C）
A. B. C. D.
【解析】阳极：OH-==2H2O+O2↑+4e- 阴极：Mx++xe-==M
根据两极得失电子数相等，有下列关系：
可解得M=
【题5】在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右的颜色次序是（C）
A.蓝、紫、红 B.红、蓝、紫 C.红、紫、蓝 D.紫、红、蓝
【解析】本题以电解原理为核心命题点，考查电解后溶液的酸碱性与酸碱指示剂的变色关系等知识点。用惰性电极电解Na2SO4溶液，就等同于电解水，阳极OH-放电，使阳极附近H+浓度增大，阴极H+放电，使阴极附近OH-的浓度增大。
【题6】把25℃时，将两个铂电极插入一定量饱和Na2SO4溶液中进行电解，通电一段时间后，在阴极逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4•••10H2O晶体析出。若温度保持不变，剩余溶液中溶质的质量分数为（C）
A. B.
C. D.
【解析】本题首先要明确剩余的溶液仍为饱和溶液，也就是说该题就是求饱和溶液的质量分数，那析出的晶体与被电解的水放在一起也应该为饱和溶液，因而就可以利用数据进行求解。先求W g Na2SO4•••10H2O晶体中溶质的质量即为，溶液的质量为晶体的质量加上被电解掉的水的质量。阴极逸出a mol气体，也就是氢气，所以可知被电解的水也为a mol，质量为18 a 。故有答案：C。
【题8】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.64g（设电解使该电极无H2放出，且不考虑水解和溶液体积变化）。此时溶液中c(H+)浓度约为（A）
A.4×10-3mol•L-1 B. 2×10-3mol•L-1 C. 1×10-3mol•L-1 D. 4×10-7mol•L-1
【解析】用惰性电极电解CuSO4溶液，电极能增重的只有在阴极。在阴极有0.001molCu2+得到电子析出0.064g Cu，在阳极同时有0.002mol OH-失去电子，同时生成0.002mol H+。
【题9】将质量分数为5.2%的NaOH溶液（密度为1.06g•cm-3）1 L用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了1.0%时停止电解，则此时溶液中的关系是（B）
选项
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
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
【解析】本题可巧解，因为用惰性电极电解NaOH溶液，其实质是电解水，所以溶质的质量分数肯定增加，排除C、D；阳失氧，阴得还，则有阳极产物为O2，阴极产物为H2，阳极析出物的质量大于阴极析出物的质量。
【题10】用石墨作电极电解3mol •L-1 KCl和0.5mol •L-1 Al2(SO4)3的混合溶液时，下图电
解变化的曲线合理的是（AD）
【解析】电极为惰性电极，溶液中各离子的放电顺序为：阳离子：H+>Al3+>K+，阴离子：Cl->OH->SO42-。电极反应为：阳极2Cl-→Cl2↑+2e－，阴极2H++2e－→H2↑，溶液中还伴有Al3++3OH-==Al(OH)3↓，其中H+和OH-是由水电离产生的，故电解总反应式为：2Al3++6Cl-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。恰好n(Al3+):n(Cl-)=1:3，所以电解至二者消耗完时，溶液为K2SO4溶液，接下来接续电解实际上是电解水，所以pH值先增大后保持不变且接近于7，沉淀则从无到最大值。
【题11】工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
(1)两极发生反应的电极式为阳极： ，阴极：
(2)写出变为的离子方程式：
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是
(4) (填”能”或”不能”)改用石墨电极，原因是
【解析】用铁做电极电解时，阳极：为铁失电子生成亚铁离子，阴极为氢离子得电子生成氢气。阳极生成的亚铁离子进入溶液中与Cr2O72-发生氧化还原反应生成铁离子和铬离子，在电解过程中，H+不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗H+，所以H+浓度减小，使得OH-的浓度增大，从而使得生成铁离子和铬离子全部都产生沉淀。如果不用铁电极，用石墨的话就无法产生亚铁离子继续后面的反应了。
【题12】在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
（1） 阳极上的电极反应式为
（2） 阴极上的电极反应式为
（3） 原上层液体是
（4） 原下层液体是
（5） 搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是
（6） 要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是，现象是
【解析】两种互不相溶的无色液体，电解后上层呈棕色，下层不变色，可肯定上层为电解质溶液，下层为不溶于水且密度比水大的有机物。因而可确定该有机物为CCl4溶液。搅拌静置后下层为紫红色，所以可确定该物质为I2。是由于I2在CCl4溶液中的溶解度比在水中的大，产生萃取作用。从而可确定本题电解时在阳极是碘离子放电，阴极是氢离子放电。对于配上什么阳离子，这与题6的检验是密切相关的，一般阳离子可选钠离子或钾离子，所以采用焰色反应来检验。
【题13】用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液通电40min后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为 ，通过电解槽的电流强度为 。
【解析】本题从两极均收集到2.24L气体（标准状况）可知，Cu2+和H+均有放电且铜离子优先放电。书写出电极方程式就可求得生成Cu 0.1mol，Cu2+的物质的量浓度为1mol/L。接着再根据Q=It=nNAe ，最后求出I。
【题15】如图A为直流电源，B为浸泡饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：
（1）电源A上的a为 极。
（2）滤纸B上发生的总化学方程式为 ，欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为 ，电极f上发生的反应为 ，槽中盛放的镀液可以是 或 。
【解析】B上c点显红色，是由于2H++2e－→H2↑破坏了水的电离平衡导致溶液显碱性所致，故c为电解池的阴极，从而确定电源A的两极，进而解决本题。
江苏省邳州市第二中学高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案2
知识与能力：
1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析，使学生掌握电解、电解池概念，清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极；
2. 通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值；
3. 通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献；
4. 通过活动探究，提高学生的实验能力和分析能力；
5. 从能量的角度理解化学科学的重要性。
过程与方法：
采用问题驱动的方法，经联想质疑中熟知的反应切入提出问题，将学生引入本节学习；以已知离子在电场中的定向移动为起点，从而分析具体反应中阴阳离子的移向，在渐进的学习中明白电解、电解池，并学会书写电极反应式；在电解原理的应用中，要让学生明白规律是有条件限制的。
情感、态度与价值观：
进一步体会化学的魅力，激发对学习的兴趣；了解方法的重要意义，明白将来实现的重要价值。
教学重点：电解原理、电极反应
教学难点：阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式
课时安排：共5课时（新课3课时，复习练习2课时）
教学过程：
（第一课时）
【联想•质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式：
2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1 如果要真个反应反方向进行，则需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能？
【学生】电能转化为化学能
【教师】对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解。首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理
【板书】一、电解的原理
【阅读交流】
1）、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
2）、通电后，外电路上的电流方向怎样？
3）、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？
4）、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？
e-
e-
Cl-
Na+
石墨电极
铁电极
熔融NaCl
电解熔融NaCl
【讲解】在熔融NaCl中，存在自由移动的Na+和Cl-，做杂乱无章的运动。通电后，电子由电源的负极流出，聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引，Na+要移向铁电极，做定向移动。Na+在铁电极上得到电子，Na+ + e- = Na，发生还原反应。
电子要流向正极，那么石墨电极上哪来的电子？
【学生】思考，回答
【讲解】对，Cl-要移到石墨电极上，失去电子，2Cl- — 2e- = Cl2↑，发生氧化反应。为了维持电流，Cl-要不断地失去电子，不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和 Cl2，电能就转化为化学能储存在Na和 Cl2里面了。这个过程就称之为电解。
下面我们看看有关电解的几个概念。
【板书】（一）概念
1、电解：
【讲解】能够发生电解的装置叫电解池
【板书】2、电解池：
【提问】大家结合电解熔融NaCl的例子，说说构成电解池的条件有哪些？
【学生】回答
【板书】3、构成电解池的条件：
（1）外加直流电源
（2）两个固体电极
【讲解】这两个电极分别叫着阴、阳极，我们来看看阴阳极是怎么定义的？
【学生】阅读回答。
【讲解】结合电解熔融NaCl的例子讲解。
【板书】阴极：发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极，
得到电子的电极，
阳离子移到的电极。
阳极：发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极，
失去电子的电极，
阴离子移到的电极。
（3）电解质溶液或熔融电解质
（4）构成闭合的电路
【练习】1.分析下图，属于电解池的有（ ③⑥ ）
2.下列说法正确的是( ①④ )
①电解是把电能转变成化学能； ②电解是化学能转变成电能；
③电解质溶液导电是化学变化；
④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；
【过渡】如果随便给你一个电解池，你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢？下面我们就来讲讲这个问题。
【板书】（二）电极产物的判断和电极方程式的书写
【讲解】要讲这个问题，首先我们得明白什么是电极反应，大家阅读课本了解一下。
【板书】1、电极反应：
【举例】2、电解熔融NaCl
电荷要守恒
【板书】阴极：2Na+ +2 e- = 2Na
阳极：2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式：2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑（离子方程式）
2NaCl 2Na + Cl2↑（化学方程式）
【举例】电解CuCl2的电极反应的书写。
Cu2+
H+
Cl-
OH-
e-
e-
石墨电极
石墨电极
CuCl2溶液
电解CuCl2溶液
【讲解】对于电极方程式的书写有个一般步骤：
【板书】（1）明确电解液中存在的离子
【提问】CuCl2溶液中存在哪些自由移动的离子？
【学生】回答
【过渡】对于阳离子，到底是Cu2+先得到电子，还是H+先得到电子呢？这就涉及到离子的放电顺序的问题了，大家阅读课本，了解以下离子的放电顺序。
【学生】阅读课本。
【板书】（2）是哪些离子得失电子
放电顺序：
阴极：阳离子得电子顺序：
Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+
阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：
Cu>Hg >Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（ NO3－、SO42－含氧酸根）>F-
【讲解】那么大家根据放电顺序写出该电解的阴阳两极的电极方程式。
【练习】1.书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。
2.用惰性电解Fe2(SO4)3 和Cu(NO3)2的混合溶液，写出电解的电极方程式。
【作业】用石墨做电极，电解H2SO4溶液NaSO4溶液NaOH溶液HgCl2溶液CuSO4溶液KI溶液,分别写出电解的电极方程式和总方程式。
为下节课讲电解的几种类型作铺垫！
【板书设计】
一、电解的原理
（一）概念
1、电解：
2、电解池：
3、构成电解池的条件：
（1）外加直流电源
（2）两个固体电极
阴极：发生还原反应的电极。
判断阴极的方法
与电源“+”相连的电极，
得到电子的电极，
阳离子移到的电极。
阳极：发生氧化反应的电极。
判断阳极的方法
与电源“—”相连的电极，
失去电子的电极，
阴离子移到的电极。
（3）电解质溶液或熔融电解质
（4）构成闭合的电路
（二）电极产物的判断和电极方程式的书写
阴极：2Na+ +2 e- = 2Na
阳极：2Cl- — 2e- = Cl2↑
总方程式：2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑（离子方程式）
2NaCl 2Na + Cl2↑（化学方程式）
（1）明确电解液中存在的离子
（2）是哪些离子得失电子
放电顺序：
阴极：阳离子得电子顺序：
Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K +
阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：
Cu>Hg >Ag>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>（ NO3－、SO42－含氧酸根）
（第二课时）
【复习提问】
1、什么叫电解？ 2、什么叫电解池？ 3、判断阴、阳极的方法有哪些？
4. 以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（ B ）
A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
【讲解】电解的几种类型
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；
（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；
（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；
（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；
【板书】二、电解原理的应用
电解的类型：
1. 电解水型
2. 分解电解质型
3. 放氧生酸型
4. 放氢生碱型
【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用
（一）电解食盐水
【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些？
2、电解食盐水的产物是什么？
3、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？
4、在电解食盐水的过程中，溶液的PH值如何变化？
【学生】预习后回答
【视频】电解食盐水
【讲解并板书】现象：
电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：
阴极：2H++2e-→ H2↑ 阳极：2Cl- → Cl2↑+2e-
总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：
总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
溶液PH值变化：
【学生】预习氯碱工业
【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。
Na+
Na+
H2O(含少量NaOH)
NaOH浓溶液
NaCl稀溶液
NaCl浓溶液
H2
Cl2
阳离子交换膜
【讲解】在电解过程中，由于阴极区OH浓度变小，水的电离平衡向生成H和OH的方向移动，随着H不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的OH越来越多。用隔膜就可以阻止OH移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品—氯气和氢气。
【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序
【强调】离子放电顺序是对在一定条件下，离子并不都能在电极上发生反应。而且所给的离子放电顺序是一定条件下的经验规律，不同的实验条件会存在不同的顺序，规律是有条件限制的。
【阅读】工业电解食盐水制备烧碱
【课堂练习】练习册P13 1、2、4、13
【作业】P18 1
【板书设计】
二、电解原理的应用
电解的类型：
5. 电解水型
6. 分解电解质型
7. 放氧生酸型
8. 放氢生碱型
（一）电解食盐水
现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式（滴加酚酞红，红色先出现在哪？）：
阴极：2H++2e-→ H2↑ 阳极：2Cl- → Cl2↑+2e-
总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：
总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
溶液PH值变化：
（第三课时）
【知识回顾】上节课我们学习了哪些知识点？
【学生】
【预习提示】1、在铜的电解精练中，阴阳极材料各是什么？能不能换成其他的材料？
2、对电解质溶液是有什么要求？
3、阴阳极反应方程式是什么？ 4、可以得到什么副产物？
【学生】预习后回答
【板书】（二）铜的电解精练
【视频】铜的电解精练
【讲解并板书】现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极：Cu→ Cu2+＋2e-
电解的副产物
（三）电镀
【预习提示】【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：镀件和镀层金属。那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？这节课我们就来看看这个问题。
【活动探究】在铁钉上镀铜
【板书】电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
注意点: ①电极：阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
【投影小结】 电解池、电解精练池、电镀池的比较
电解池
电解精练池
电镀池
定义
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理将不纯的金属提纯的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件
①两电解接直流电源
②电极插入电解质溶液或熔融电解质中
③形成闭合回路
①不纯金属接电源正极，纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯金属的离子
①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金属的离子
电极名称
阳极：电源正极相连
阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属
阴极：纯金属
阳极：镀层金属
阴极：镀件
电极反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
【投影练习】
1.（1）a 、b哪一极为正极？
（2）若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？
（3）若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？选择何种溶液？
2. 工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4
（1）电解时,应以 作阴极，电解过程中
阴极 附近溶液pH将会 ,
（2）阳极反应式为 ，
（3）总电解反应式为 .
答案: Fe 增大 MnO42——e- =MnO4— 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑
【讲解】
例一：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.
解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑
阳极转移电子的物质的量为: 0.5×4 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol.
阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0
生成H2转移的电子:0.5 ×2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.
【练习】1.用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）
A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
2.某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。
Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g
所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 产生H+为0.01mol，pH=1
3.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
4.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是
A
B
C
D
阳极
石墨
Cu
Cu
Cu
阴极
石墨
石墨
Fe
Pt
电解液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
H2SO4溶液
H2O
5.按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极
为纯铜，
电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好
全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量增加0.03
克，A合金中Cu、Zn原子个数比为
A 4︰1 B 3︰1 C 2︰1 D 任意比
【板书设计】
（二）铜的电解精练
现象： 电流流向： 电子流向：
阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e- → Cu 阳极：Cu→ Cu2+＋2e-
电解的副产物
（三）电镀
电镀：是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
注意点: ①电极： 阴极——镀件 (待镀金属制品) 阳极——镀层金属或惰性电极
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
三、电解池、电解精练池、电镀池的比较
【作业】P18 2
【教学反思】
电解
电解的定义
电解原理的应用
定义：电能转化为化学能
阴阳极的判断
电解时电极产物的判断
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
阳极产物的判断
阴极产物的判断
阳极：阴离子的放电顺序
阴极：阳离子的放电顺序
氯碱工业
电镀
铜的电解精练
电解法冶炼金属
(第四课时)
【知识总结】
【典例精析】
【例1】如右图是电解CuCl2溶液的装置，其中
c、d石墨电极，则下列有关判断正确的是（C）
A.a为负极，b为正极
B. a为阳极，b为阴极
电极的放电顺序
C.电解过程中，d电极质量增加
D.电解过程中，Cl- 物质的量浓度不变
【解析】依据电流方向，可推出a为电源正极，b为负极，则c是电解池的阳极，Cl－失电子转化为Cl2；d是电解池的阴极，产生Cu，d电极质量会增加。
【例2】.用石墨电极持续电解下列溶液（电流强度不变），阳极上产生气体的的量可能发生如下图所示变化的是（D）
A.KI溶液 B.Na2SO4溶液
C.CuSO4溶液 D.NaCl溶液
【解析】电解KI溶液时，I－优先在阳极失去电子生成I2，起初没有气体放出。电解Na2SO4溶液相当于电解水，在阳极生成氧气，图象中不可能出现拐点。电解CuSO4溶液时，一直是OH－在阳极失去电子生成O2，图象中同样不可能出现拐点。电解NaCl溶液时，Cl－优先在阳极失去电子生成Cl2，当Cl－消耗完时，转换为OH－放电而生成O2，每转移1mol电子，可生成0.5molCl2，但只能生成0.25molO2，也就是说，前半段斜率较大，后半段斜率较小，与图象完全吻合。
【例3】.有X、Y、Z、M四种金属，已知：X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z组成原电池时，Z为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；M的离子氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（D）
A.X>Y>Z>M B.X>Z>M>Y C.M>Z>X>Y D.X>Z>Y>M
【解析】X可以置换出Y，说明金属活动性X>Y；X和Z作原电池电极时，Z为正极，说明金属活动性X>Z；Y和Z的离子共存，Y离子先放电，说明金属活动性Z>Y；M的离子氧化性强于Y的离子，说明金属活动性M
【例4】.用指定材料做阳极和阴极来电解一定物质的量浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是（B）
阳极
阴极
溶液甲
物质乙
A.Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B.Pt
Pt
H2SO4
H2O
C.C
Pt
NaCl
盐酸
D.粗铜
精铜
CuSO4
Cu(OH)2
【解析】电解NaOH、H2SO4溶液，都是电解水，所以加水就可以复原，A错误；B正确；电解NaCl溶液后应加入氯化氢使之复原，如果加盐酸，会使NaCl溶液物质的量浓度减小，C错误；D选项，阳极：Cu-2e－→Cu2＋，阴极Cu2＋＋2e－→Cu，电解质溶液物质的量浓度没变，不用加任何物质。
【例5】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（B）
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】用石墨作电极时，在阳极上应是Cl－放电，2Cl－－2e－→Cl2，在阴极上是水电离出的H＋放电，2H＋＋2e－→H2，水电离出的H＋消耗后，产生的OH－与Cl2反应产生ClO－，则消毒液为NaClO和NaCl，如果Cl2在上端产生，则Cl2直接向外排出，不能与OH－反应，故Cl2应在下端产生，即b为电源的正极，与之相连的碳棒为阳极。
【练习讲评】
【题1】下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溶液。下列实验现象中正确的是（D）
Na2SO4溶液
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电极附近呈蓝色
D. a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【解析】电解硫酸钠实质上只电解水。根据阳失氧、阴得还，可知阴极（a电极）产生氢气，阳极（b电极）产生氧气，所以a电极附近富集着氢氧根离子，使石蕊呈蓝色，4H2O+4e－→2H2↑+4OH－；而b电极附近发生2H2O－4e－→O2↑+4H+而使石蕊呈红色。
【题2】下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中，正确的是（D）
A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向运动形成的
B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极
C.在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动
D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相同
【解析】在电解池中，导线和电极上是由电子的定向移动，而溶液中则靠离子的定向移动，才使整个电解池形成一个闭合回路；导线中电子的方向与电流方向相反，故电子从电解池的阳极流向电源的正极，从电源的负极流向电解池的阴极；电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；不论如何，两极上转移的电子数总是相等的。
【题3】下列叙述中不正确的是（D）
A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
B.不能自发进行的氧化还原反应可通过电解实现
C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D.电解饱和食盐水时，阳极得到NaOH溶液和氢气
【解析】电解饱和食盐水时，在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和NaOH溶液。
【题4】用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解质溶液的pH下降的是（B）
A.CuCl2溶液 B.AgNO3溶液 C.BaCl2溶液 D.H2SO4溶液
【解析】4 AgNO3＋2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3 阴极产物为Ag，阳极产物为氧气和氢氧化钠。
【题5】电解溶液时，如果阴极上有1.6g铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（A）
A.0.28L B.0.56L C.014L D.11.2L
【解析】本题首先要判断阳极上产生什么气体，依据阳失氧，阴得还，可推知阳极上产生的气体是氧气，从电子转移的角度可知电子转移0.05mol，故氧气有028L。
【题6】用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则（D）
A.电解液质量增加x g B.阴极质量增加x g
C.阴极质量增加a g ，a>x D.阴极质量增加b g，b
阳极：Zn→Zn2++2e－ Cu→Cu2++2e－
阴极：Cu2++2e－→Cu，故阳极失去的质量大于阴极增加的质量，使溶液质量增加，但增加值小于x。
【题7】当用铜做电极电解CuSO4溶液时，在阴极的产物是（A）
A.铜 B.铜和氧气 C.氧气 D.氢气
【解析】本题相当于在铜上镀铜，与电解质溶液无关，也就是阳极铜减少，阴极铜增加。
【题8】下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是（C）
A.粗铜极做阳极
B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2++2e－→Cu
C.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%
【解析】Ni、Fe、Zn等金属的金属性比Cu强，在阳极首先是金属性强的金属失电子，故Ni、Fe、Zn应变为对应阳离子进入溶液。
【题9】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(BC)
A.两个电极必须都用惰性电极
B.阳极必须用惰性电极，阴极可以是惰性电极；也可以是金属电极
C.电解熔融状态的氯化镁
D.电解氯化镁的水溶液
【解析】电解氯化镁获取金属镁，也就是说镁离子需要得到电子，所以必须将其转变为阴阳离子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。再根据阴得还，可得该电极上发生的是镁离子得到电子的反应，对于任意电极都没有影响，因为惰性电极和金属电极均无法得到电子。阳失氧，可得此变化应在阳极上发生失电子的反应，如果该电极使用活性电极的话，会优先失电子，产生出的金属阳离子对后面进行的电解存在干扰，甚至再次优先得电子变为电镀。
【题10】许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是(A)
A.含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连
B.阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关
C.电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子D.在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化
【解析】阳极要失电子，含杂质的粗金属做阳极，精金属作为阴极，若阴极用其他导体就会使需要精炼的覆盖在该导体上；粗金属中可能含有一些比较活泼的金属，失电子之后也会到溶液，电解质溶液的成分可能会增加。
【题11】在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是（A）
A.锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Zn2+
B.铂做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
C.锌做阳极，镀件做阴极，溶液中含有Fe2+
D.锌做阴极，镀件做阳极，溶液中含有Zn2+
【解析】应用电镀池原理，可知镀件做阴极，镀层做阳极，溶液中含有镀层的金属阳离子。
【题12】标明下列装置中电解池的阴极和阳极，写出电极反应式，并判断分别是氧化反应还是还原反应。
【解析】三个装置的电极都是惰性电极，因而电极反应都与电极无关，在电解池中，与电源正极相连、发生的电极反应是氧化反应的电极是阳极，与电源负极相连、发生的电极反应是还原的电极是阴极。根据以上原则就可标明电解池的阴、阳极，写出电极反应的化学方程式，并判断是氧化反应还是还原反应。如A：氯离子在阳极失电子，氢离子在阴极得电子；B：银离子在阴极得电子，水电离出的氢氧根离子在阳极失电子；C：溴离子在阳极失电子，水电离出的氢离子在阴极得电子。
（第五课时）
【题1】在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的（A）
A. NaOH B. HCl C.NaCl D.CuSO4
【解析】因为电解水，所以加入的物质应该不参与电极反应，HCl、NaCl中的Cl-、CuSO4中的Cu2+均参与电极反应，而加入NaOH后仍然是电解水，但由于提供了Na+、OH-导电性明显增强。
【题2】在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为(C)
A.35.5：108 B.16：207 C.8：1 D.108：35.5
【解析】由于Ag+与Cl-、Pb2+与SO42-形成沉淀，电解的是NaNO3溶液，实质是电解水。
【题3】用铂电极（惰性电极）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是(AC)
A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液 C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO3溶液
【解析】阴极和阳极的主要产物分别是H2和O2时，实质就是电解水。
【题4】用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b LO2（标准状况）。从而可知M的相对原子质量为（C）
A. B. C. D.
【解析】阳极：OH-==2H2O+O2↑+4e- 阴极：Mx++xe-==M
根据两极得失电子数相等，有下列关系：
可解得M=
【题5】在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右的颜色次序是（C）
A.蓝、紫、红 B.红、蓝、紫 C.红、紫、蓝 D.紫、红、蓝
【解析】本题以电解原理为核心命题点，考查电解后溶液的酸碱性与酸碱指示剂的变色关系等知识点。用惰性电极电解Na2SO4溶液，就等同于电解水，阳极OH-放电，使阳极附近H+浓度增大，阴极H+放电，使阴极附近OH-的浓度增大。
【题6】把25℃时，将两个铂电极插入一定量饱和Na2SO4溶液中进行电解，通电一段时间后，在阴极逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4•••10H2O晶体析出。若温度保持不变，剩余溶液中溶质的质量分数为（C）
A. B.
C. D.
【解析】本题首先要明确剩余的溶液仍为饱和溶液，也就是说该题就是求饱和溶液的质量分数，那析出的晶体与被电解的水放在一起也应该为饱和溶液，因而就可以利用数据进行求解。先求W g Na2SO4•••10H2O晶体中溶质的质量即为，溶液的质量为晶体的质量加上被电解掉的水的质量。阴极逸出a mol气体，也就是氢气，所以可知被电解的水也为a mol，质量为18 a 。故有答案：C。
【题8】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.64g（设电解使该电极无H2放出，且不考虑水解和溶液体积变化）。此时溶液中c(H+)浓度约为（A）
A.4×10-3mol•L-1 B. 2×10-3mol•L-1 C. 1×10-3mol•L-1 D. 4×10-7mol•L-1
【解析】用惰性电极电解CuSO4溶液，电极能增重的只有在阴极。在阴极有0.001molCu2+得到电子析出0.064g Cu，在阳极同时有0.002mol OH-失去电子，同时生成0.002mol H+。
【题9】将质量分数为5.2%的NaOH溶液（密度为1.06g•cm-3）1 L用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了1.0%时停止电解，则此时溶液中的关系是（B）
选项
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
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
【解析】本题可巧解，因为用惰性电极电解NaOH溶液，其实质是电解水，所以溶质的质量分数肯定增加，排除C、D；阳失氧，阴得还，则有阳极产物为O2，阴极产物为H2，阳极析出物的质量大于阴极析出物的质量。
【题10】用石墨作电极电解3mol •L-1 KCl和0.5mol •L-1 Al2(SO4)3的混合溶液时，下图电
解变化的曲线合理的是（AD）
【解析】电极为惰性电极，溶液中各离子的放电顺序为：阳离子：H+>Al3+>K+，阴离子：Cl->OH->SO42-。电极反应为：阳极2Cl-→Cl2↑+2e－，阴极2H++2e－→H2↑，溶液中还伴有Al3++3OH-==Al(OH)3↓，其中H+和OH-是由水电离产生的，故电解总反应式为：2Al3++6Cl-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。恰好n(Al3+):n(Cl-)=1:3，所以电解至二者消耗完时，溶液为K2SO4溶液，接下来接续电解实际上是电解水，所以pH值先增大后保持不变且接近于7，沉淀则从无到最大值。
【题11】工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
(1)两极发生反应的电极式为阳极： ，阴极：
(2)写出变为的离子方程式：
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是
(4) (填”能”或”不能”)改用石墨电极，原因是
【解析】用铁做电极电解时，阳极：为铁失电子生成亚铁离子，阴极为氢离子得电子生成氢气。阳极生成的亚铁离子进入溶液中与Cr2O72-发生氧化还原反应生成铁离子和铬离子，在电解过程中，H+不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗H+，所以H+浓度减小，使得OH-的浓度增大，从而使得生成铁离子和铬离子全部都产生沉淀。如果不用铁电极，用石墨的话就无法产生亚铁离子继续后面的反应了。
【题12】在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
（1） 阳极上的电极反应式为
（2） 阴极上的电极反应式为
（3） 原上层液体是
（4） 原下层液体是
（5） 搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是
（6） 要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是，现象是
【解析】两种互不相溶的无色液体，电解后上层呈棕色，下层不变色，可肯定上层为电解质溶液，下层为不溶于水且密度比水大的有机物。因而可确定该有机物为CCl4溶液。搅拌静置后下层为紫红色，所以可确定该物质为I2。是由于I2在CCl4溶液中的溶解度比在水中的大，产生萃取作用。从而可确定本题电解时在阳极是碘离子放电，阴极是氢离子放电。对于配上什么阳离子，这与题6的检验是密切相关的，一般阳离子可选钠离子或钾离子，所以采用焰色反应来检验。
【题13】用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液通电40min后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为 ，通过电解槽的电流强度为 。
【解析】本题从两极均收集到2.24L气体（标准状况）可知，Cu2+和H+均有放电且铜离子优先放电。书写出电极方程式就可求得生成Cu 0.1mol，Cu2+的物质的量浓度为1mol/L。接着再根据Q=It=nNAe ，最后求出I。
【题15】如图A为直流电源，B为浸泡饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：
（1）电源A上的a为 极。
（2）滤纸B上发生的总化学方程式为 ，欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为 ，电极f上发生的反应为 ，槽中盛放的镀液可以是 或 。
【解析】B上c点显红色，是由于2H++2e－→H2↑破坏了水的电离平衡导致溶液显碱性所致，故c为电解池的阴极，从而确定电源A的两极，进而解决本题。
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