2016-2017学年高二化学下册课时知识点专题训练11.doc
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4、电解池的阳极;与电源负极相连的电极为电解池的阴极。如果装置中未标有电源的正、负极,也可由两极的反应来决定:发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。问题探究2判断电解过程中的电极产物的依据是什么? 判断电解过程中电极产物的依据是:电极材料和离子放电顺序。 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。放电顺序取决于离子本身性质,也与离子浓度及电极材料有关。电解时所使用的电极分为两类:一类为惰性电极,只起导体的作用(如铂、石墨等),并不参与反应;另一类为活性电极(除铂、金以及在电解时很易钝化的铅、铬以外的金属)。活性电极若作阴极,只起导体的作用;若为阳极,发生氧化反应的往往是电极本身。电极上物质
5、的变化情况以及电子的转移情况用电极反应式来表明。当电解质溶液中存在多种阳离子或者多种阴离子时,电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的,称之为放电顺序。 放电顺序涉及多种因素,在中学阶段只要求掌握: 阳极 若为惰性电极,则阴离子放电(失电子,发生氧化反应),放电顺序为:S2-I-Br-Cl- OH-含氧酸根离子F- 若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电,电极溶解。因为活泼电极的还原性几乎大于一切阴离子。 阴极 无论是惰性电极,还是活性电极,阴极总是受到保护,不会参与电极反应,始终为阳离子放电(得电子,发生还原反应),放电顺序为(金属活动性顺序的反向):Ag+ Hg2+ Fe3+ C
6、u2+ H+(酸) Pb2+ Sn2+Fe2+Zn2+ H+( H2O)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+因此,判断电解过程中的电极产物的步骤:分析电解质溶液的组成,找全离子(包括水电离出的H+及OH-)并分为阴、阳两组;分析离子的放电顺序;确定电极,写出电极反应式。问题探究3用惰性电极电解的一般规律是什么?类型电极反应举例电解物质电解质溶液的浓度pH恢复原溶液方法电解水型阴极:2H+2e-= H2阳极:40H-4e-=02+2H20NaOH水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大加HClCuCl2电解
7、质减小增大加CuCl2放氢生碱型阴极:放出氢气生成碱,阳极:电解质阴离子放电NaCl水与电解质各半生成新电解质增大加HCl放氧生酸型阴极:电解质阳离子放电,阳极:OH-放电生成酸CuSO4水与电解质各半生成新电解质减小加CuO注意: (1)电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2S04、K2SO4等)的电解。(2)电解电解质型:无氧酸(除HF外)、不话泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)溶液的电解。(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)溶液的电解。(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解。问题探究4电解原理有哪些应用? 电解原理应用于实际生产中,主要有工业上应
8、用电解食盐水溶液的方法制取烧碱、氢气和氯气,电镀等。 (1)电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气 实验装置和步骤 按右图装置,在U形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒作阳极,一根铁棒作阴极同时在两边管中各滴人几滴酚酞试液,并用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后,注意管内发生的现象。 实验原理分析 阳极(放电顺序Cl-OH-):2C1- - 2e-=Cl2 阴极(放电顺序H+Na+):2H+2e-= H2 在上述反应中,由于H+在阴极上得到电子而生成H2,破坏了附近水的电离平衡,促进了水继续电离,结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。 总反应:2NaCl+2H2O H2+
9、Cl2+ 2NaOH 产物检验 Cl2:湿润的淀粉碘化钾试纸 ;NaOH:酚酞溶液 ;H2:收集后检验爆鸣声 (2)电镀 电镀特点:“一多、一少、一不变。” 一多指阴极上有镀层金属沉积,一少指阳极上有镀层金属溶解,一不变指电解液浓度不变。例:在一根铁棒上镀上Cu,阳极:Cu-2e=Cu2+ 阴极:Cu2+2e-=Cu(3)电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等电解熔融NaCl得金属钠阴极:2Na+2e-=2Na 阳极;2C1-2e-=Cl2 总反应:2NaCl 2Na+Cl2电解熔融MgCl2得单质Mg阴极:Mg2+2e-=Mg 阳极:2C1-2e-=Cl2 总反应: MgCl2 Mg + Cl2
10、电解熔融Al2O3制单质Al阴极:Al3+3e-=Al 阳极:2O2- -4e- = 02 总反应:2A12O3 4Al+ 302特别提醒电离和电解(1)电离指电解质在水溶液或熔融状态下解离出离子的过程。(2)电解质导电的过程就是电解质的电解过程。方法1 有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算,均可概括为下列三种方法:(1)得失电子守恒法计算:用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。(2)电解反应式计算:先写出电极反应式,再写出电解反应式,最后根据电解反应方程式
11、列比例式计算。(3)关系式计算:借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。方法2 分析电解问题的基本方法思路(1)通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。(2)通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。(3)正确书写电极反应式,要注意原子数、电荷数是否守恒。(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度方法3 电极反应规律(1)阴极: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。阳离子放电顺序:AgCu2HPb2Fe2Z
12、n2(2)阳极:溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化,或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序:金属阳极S2IClOH含氧酸根。【例1】下列有关电解池的说法正确的是()A在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极B无论电解何种物质,阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等C电解氯化铜溶液时,在阴极上有气体生成D电解NaCl、CuCl2两种溶液,参加反应的物质是相同的【例2】Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为2CuH2O Cu2OH2。下列说法正确的是() A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有
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