蘇教版化學(xué)選修4電解池的工作原理及應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-12-23 19:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (1)活潑金屬電極：電極金屬失電子 ， 被溶解 ， 生成對應(yīng)的金屬陽離子 。 ? (2)惰性電極 (Pt、 Au、 C)：陰離子失電子 ， 生成對應(yīng)非金屬單質(zhì) 。 ? 陰離子放電順序： S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 含氧酸根 F－ 。 ? 在電解池中電解時陰極產(chǎn)物如何判斷 ？ ? [師生互動 ] ? 【 提示 】 與電極材料無關(guān) ， 直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷 ， 陽離子放電順序： Ag＋Hg2＋ Fe3＋ Cu2＋ H＋ (H＋ 濃度較大時 )Pb2＋Sn2＋ Fe2＋ Zn2＋ H＋ (H＋ 濃度較小時 )Al3＋Mg2＋ Na＋ Ca2＋ K＋ 。 ? 陽離子得到電子一般形成對應(yīng)的單質(zhì)；但 Fe3＋得到電子首先形成 Fe2＋ ； Al3＋ 、 Mg2＋ 、 Na＋ 、Ca2＋ 、 K＋ 等這些氧化性極弱的離子只有在熔融狀態(tài)下才能放電 。 ? (2020年全國卷 Ⅱ )如圖為直流電源電解稀 Na2SO4水溶液的裝置 。 通電后在石墨電極 a和 b附近分別滴加一滴石蕊溶液 。 下列實驗現(xiàn)象中正確的是 ( ) ? A． 逸出氣體的體積 ， a電極的小于 b電極的 ? B． 一電極逸出無味氣體 ， 另一電極逸出 ? 刺激性氣味氣體 ? C． a電極附近呈紅色 ， b電極附近呈藍色 ? D． a電極附近呈藍色 ， b電極附近呈紅色 【思路點撥】 判斷陰陽極 ― → 寫出電極反應(yīng) ― → 判斷電極現(xiàn)象 ? 【 嘗試解答 】 Na2SO4===2Na＋ ＋ SO42－ ，H2O H＋ ＋ OH－ ， SO42－ 和 OH－ 移向 b電極 ，Na＋ 和 H＋ 移向 a電極 ， 在 b電極上： 4OH－ － 4e－ ===2H2O＋ O2↑， 在 a電極上： 2H＋ ＋ 2e－===H2↑， 所以產(chǎn)生的氣體體積 a電極的大于 b電極的；兩種氣體均為無色無味的氣體；由于a電極上 H＋ 放電 ， 所以 a電極附近的 c(OH－ )c(H＋ )， 滴加石蕊溶液 ， a電極附近呈藍色 ，同理 ， b電極附近呈紅色 。 ? 【 答案 】 D ? 1． 某同學(xué)按右圖所示的裝置進行電解實驗 。下列說法正確的是 (多選 )( ) ? A． 電解過程中 ， 銅電極上有 H2產(chǎn)生 ? B． 電解初期 ， 主反應(yīng)方程式為： Cu＋ H2SO4 CuSO4＋ H2↑ ? C． 電解一定時間后 ， 石墨電極上有銅析出 ? D． 整個電解過程中 ， H＋ 的濃度不斷增大 ? 【 解析 】 Cu作陽極被消耗 ， 溶液中 H＋ 放電在陰極析出 H2。 因此 ， 電解一段時間后 c(H＋ )減小 ， 當(dāng)生成的 CuSO4濃度不斷增大后 ， Cu2＋在陰極放電而析出 。 ? 【 答案 】 BC ? 二 、 原電池和電解池比較 ? 下列裝置屬于原電池的是 ( )，屬于電解池的是 ( )， 屬于電鍍池的是( )。 ? [學(xué)生交流 ] ? 【 提示 】 (1)(4) (2)(3)(5)(6)(7) (2) ? 原電池和電解池工作中均發(fā)生氧化還原反應(yīng) ， 二者電極反應(yīng)情況如何 ？ 溶液中的離子如何移動 ？ ? [師生互動 ] ? 【 提示 】 原電池工作中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是自發(fā)過程 ， 而電解池工作中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是被動的；原電池的負極與電解池的陽極均發(fā)生的是氧化反應(yīng) ， 而原電池的正極與電解池的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)；在原電池中 ， 陽離子移向正極 ， 陰離子移向負極 ， 在電解池中陽離子移向陰極 ， 陰離子移向陽極 。 ? 原電池和電解池均體現(xiàn)了化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系 ， 二者有何不同 ？ ? [學(xué)生交流 ] ? 【 提示 】 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 ， 而電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 ，原電池可制作化學(xué)電源 ， 可作為電解池的電源而提供電能 。 ? 【 歸納小結(jié) 】 原電池與電解池的比較 原電池 電解池 定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 裝置舉例 原電池 電解池 形成條件 ① 活動性不同的兩個電極 ② 同時插入同一電解質(zhì)溶液 (一般地，電解質(zhì)溶液與活潑性較強的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng) ) ③ 用導(dǎo)線相互連接或直接接觸組成閉合回路 ① 兩電極接直流電源 ② 兩電極同時插入同一電解質(zhì)溶液 (或熔融的電解質(zhì) ) ③ 用導(dǎo)線相互連接組成閉合回路 原電池 電解池 電極名稱及判斷 負極：電子流出的極或較活潑的金屬電極或發(fā)生氧化反應(yīng)的電極正極：電子流入的極或較不活潑的電極或發(fā)生還原反應(yīng)的電極 陰極：與電源負極相連的極 電極分類 (依材料分 )：惰性電極(如石墨、 Pt、Au電極 )和活性電極 (除石墨、 Pt、 Au等以外的電極 ) 陽極：與電源正極相連的極 反應(yīng)原理 原電池 電解池 電子流向 應(yīng)用 ① 金屬的防護 ②制造新的化學(xué)電源 ① 電冶 (冶煉 Na、 Mg、Al)； ② 精煉 (如銅的電解精煉 )； ③ 電鍍 (如鍍銅 )； ④ 氯堿工業(yè) ? 請回答下列問題 (不考慮氫 、 氧的氧化還原 )： ? (1) 放電時
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