电解原理

2024-07-24

电解原理（共6篇）

电解原理篇1

电解池是一种将电能转变成化学能的装置, 它由电源、电解质溶液、两个电极构成闭合回路.电解原理在生产生活中有很多应用.

一、电解的有关知识

1.电极的判断

(1) 看电源的正负极:与电源负极相连的极为阴极, 与电源正极相连的极为阳极.

(2) 看电子的流向:电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极 (电流方向相反) .

(3) 看两极发生的反应类型:阳极失电子发生氧化反应, 阴极得电子发生还原反应.

2.电解时电极产物的判断

(1) 阳极产物

①活性材料作电极 (金属活动性顺序表Ag以前) 时, 金属材料本身在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液, 阴离子不容易在电极上放电.

②用惰性电极 (Pt、Au、石墨、钛等) 时, 要看溶液中阴离子的失电子的能力.阴离子的放电顺序是:OH-<Cl-<Br-<I-<S2-, 一般情况下, SO $_{4}^{2 -}$ 、NO-3等含氧酸根不放电.

(2) 阴极产物

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.阳离子的放电顺序是:Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> (H+) (水) , 一般情况下, Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+在溶液中不会放电.

3.用惰性电极电解电解质溶液的规律

二、电解原理的应用

1.制取消毒液

例1 (2002年上海市) 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1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

(D) a为阴极, b为阳极;HClO和NaCl

解析:电解饱和NaCl溶液的电极反应式分别为:阴极:2H++2e-H2↑

阳极:2Cl--2e-Cl2↑

总反应式: $2 Ν a C l + 2 Η_{2} Ο =_{}^{通电} Η_{2} ↑ + C l$ 2↑+2NaOH

H2和NaOH都在阴极生成, 而由题意知, 家用消毒液的主要成分是NaClO和NaCl, 它是由NaOH与Cl2反应后得到的.要想使Cl2被完全吸收, 必须保证Cl2不能从上端的管口逸出, 因而Cl2应该在如图装置的下端产生, 即下端为阳极, 故b为正极, a为负极.所以答案为 (B) .

2.电镀

例2 (2002年试测) 右图A为直流电源, B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸, 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的a为____极.

(2) 滤纸B上发生的总反应方程式为:.

(3) 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 (只要求填两种电解质溶液) .

解析:由B上c点变红知, 滤纸B上饱和食盐水发生了电解, 在c点处生成了碱, 可确定c为阴极, 从而确定b为负极, a为正极.电镀是一种特殊情况下的电解, 它要求阳极为镀层金属, 阴极为镀件, 电解质溶液必须含有镀层金属的离子.由于a为正极, 因此e为阳极, 锌失电子;f为阴极, 溶液中的Zn2+得电子, 镀液只要是可溶性锌盐即可.

答案: (1) 正 $(2) 2 Ν a C l + 2 Η_{2} Ο =_{}^{通电} Η_{2} ↑ + C l$ 2↑+2NaOH (3) Zn-2e Zn2+, Zn2++2eZn, ZnSO4溶液或ZnCl2溶液

3.电解精炼

例3 (2005年天津) 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:Ni2++2e-Ni

(B) 电解过程中, 阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

(D) 电解后, 电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

解析:依据电解反应规律, 镍精炼时粗镍做阳极, 此极发生氧化反应, 按金属还原性强弱依次失电子:Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Ni-2e-Ni2+, Cu、Pt还原性小于镍, 不会发生反应, 它们以阳极泥的形式沉在电解槽的底部, 所以 (A) 错误, (D) 正确.纯镍做阴极, 电解质溶液必须含有Ni2+, 由于Ni2+的氧化性强于Zn2+、Fe2+, 所以阴极反应只有Ni2++2e-Ni, 因此 (B) 、 (C) 错误.

四、冶炼和提纯金属

例4 (2006年北京理综) 铝和氢氧化钾都是重要的工业产品.请回答:

(1) 工业冶炼铝的化学方程式是 .

(2) 铝与氢氧化钾反应的离子方程式是 .

(3) 工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质, 可用离子交换膜法电解提纯.电解槽内装有阳离子交换膜 (只允许阳离子通过) , 其工作原理如图所示.

①该电解槽的阳极反应式是____ .

②通电开始后, 阴极附近溶液pH会增大, 请简述原因____ .

③除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口 (填写“A”或“B”) 导出.

解析: (1) 工业上通过电解氧化铝来制取铝: $2 A l_{2} Ο_{3} =_{}^{通电} 4 A l + 3 Ο_{2} ↑$ , 不用氯化铝是因为氯化铝是共价化合物, 在熔融时不导电.第 (2) 题比较简单:2Al + 2OH-+2H2O 2AlO-2+ 3H2↑. (3) 阴离子OH-在阳极放电:4OH--4e-2H2O+O2↑;水电离出的阳离子H+在阴极放电:4H++4e-2H2↑, 因此c (H+) 减小, 将促进水的电离, 所以OH-浓度增大, pH增大.由于在阴极生成OH-, 阳离子交换膜只允许阳离子通过, K+将受吸引从阳极室进入阴极室, 因此除杂后KOH溶液从出口B导出.

5.氯碱工业

例5 (1998年上海市) 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:

依据图4, 完成下列填空:

(1) 在电解过程中, 与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为____ , 与电源负极相连的电极附近, 溶液pH值____ (选填:不变、升高或下降) .

(2) 工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质.精制过程发生反应的离子方程式为 ____, ____ .

(3) 如果粗盐中SO $_{4}^{2 -}$ 含量较高, 必须添加钡式剂除去SO $_{4}^{2 -}$ , 该钡试剂可以是____ (选填A、B、C) .

(A) Ba (OH) 2 (B) Ba (NO3) 2 (C) BaCl2

(4) 为有效除去Ca2+、Mg2+、SO $_{4}^{2 -}$ , 加入试剂的合理顺序为____ (选填A, B, C) .

(A) 先加NaOH, 后加Na2CO3, 再加钡试剂

(B) 先加NaOH, 后加钡试剂, 再加Na2CO3

(5) 脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异, 通过____、冷却、____ (填写操作名称) 除去NaCl.

(6) 在隔膜法电解食盐水时, 电解槽分隔为阳极区和阴极区, 防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时, Cl2与NaOH充分接触, 产物仅是NaClO和H2, 相应的化学方程式为 .

解析:除杂时, 不能引入新的杂质, 因此Ca2+、Mg2+分别用Na2CO3、NaOH来沉淀;SO $_{4}^{2 -}$ 不能用Ba (NO3) 2来除.一般加入的物质都会过量, 因此先加的过量物质还必须要除去, 即过量的Ba2+要用CO $_{3}^{2 -}$ 来除, 过量的CO $_{3}^{2 -}$ 和OH-要用HCl来除, 所以只要Na2CO3在钡试剂后加即可.

答案: (1) 2Cl--2e-Cl2↑ 升高

(2) Ca2++CO $_{3}^{2 -}$ CaCO3↓ Mg2++2OH-Mg (OH) 2↓

(3) (A) 、 (C) (4) (B) 、 (C)

(5) 蒸发、过滤

$(6) 2 Ν a C l + 2 Η_{2} Ο =_{}^{通电} 2 Η_{2} ↑ + C l$ 2↑+2NaOH Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O

6.处理废水

例6 工业上处理含Cr2O $_{7}^{2 -}$ 的酸性工业废水用以下方法:①往工业废水中加入适量的NaCl, 搅拌均匀;②用Fe为电极进行电解, 经过一段时间有Cr (OH) 3和Fe (OH) 3沉淀产生;③过滤回收沉淀, 废水达到排放标准.试回答:

(1) 电解时的电极反应式:阳极____, 阴极____.

(2) 写出Cr2O $_{7}^{2 -}$ 转变成Cr3+的离子反应方程式:____.

(3) 电解过程中Cr (OH) 3和Fe (OH) 3沉淀是怎样产生的?____.

(4) 能否将Fe电极改成石墨电极?为什么?____.

解析:此题是电极反应、氧化还原反应、水解反应等方面知识的综合题.根据电解原理可判断:阳极为非惰性材料Fe, 发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+.废水呈酸性, c (H+) 较大, 阴极发生还原反应:2H++2e-H2↑.在酸性溶液中, 阳极不断溶解下来的Fe2+将Cr2O $_{7}^{2 -}$ 还原成Cr3+, Fe2+被氧化成Fe3+:Cr2O $_{7}^{2 -}$ +6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O.随着电解的不断进行, c (H+) 逐渐减小, Cr3+和Fe3+在溶液中的水解程度逐渐增大, 最终从溶液中析出Cr (OH) 3和Fe (OH) 3沉淀.废水中先加入适量的NaCl是为了增强溶液的导电性.若将Fe电极改成石墨电极, 因石墨是惰性电极, 则溶液中的Cl-在阳极放电:2Cl--2e-Cl2↑, 溶液中无Fe2+, 也就无法将废水中的Cr2O $_{7}^{2 -}$ 还原而除去.

7.测定阿伏加德罗常数

例7 (1999年上海) 某学生试图用电解法根据电极上析出的物质的质量来验证阿佛加德罗常数值, 其实验方案的要点为:①用直流电电解氯化铜溶液, 所用仪器如图5;②在电流强度为I安培, 通电时间为t秒钟后, 精确测得某电极上析出的铜的质量为m克.试回答:

(1) 连接这些仪器的正确顺序为 (用图中标注仪器接线柱的英文字母表示.下同) .E接 __ , C接__ , __ 接F.实验线路中的电流方向为 __ →__ → __ → C→ __ → __ .

(2) 写出B电极上发生反应的离子方程式 __ ;G试管中淀粉KI溶液变化的现象为 __ ;相应的离子方程式是 __.

(3) 为精确测定电极上析出铜的质量, 所必需的实验步骤的先后顺序应是 __ . (选填下列操作步骤的编号)

①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重

(4) 已知电子的电量为1.6×10-19库仑.试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:

NA=____ .

解析:此题是将电解反应与实验相结合的综合题.根据电解原理和物理上的电学知识, 可以很简单地连接出线路图.电流方向与电子流出的方向相反, 即为:电源正极→阳极→电解质溶液→阴极→电源负极.B极为阳极, 发生氧化反应:2Cl--2e-Cl2↑, Cl2通入淀粉KI溶液中, 发生反应:Cl2+2I-2Cl-+I2, I2可使淀粉变蓝色.测定电极上析出的铜的质量时, 不需也不能将铜刮下, 只要称出反应前后两次的质量得到质量差即为铜的质量, 但要注意洗去铜上吸附的溶液并要确保铜上的水分全部干燥除去, 故②、⑤为错误操作.因为析出铜的物质的量为 $\frac{m}{64}$ mol, 转移电子的物质的量 $= \frac{m}{64} \times$ 2 mol, 则有:

$n (e^{-}) = \frac{m}{2} \times 2 = \frac{Ι \cdot t}{Ν_{A} \times 1.6 \times 10^{- 19}} .$

答案: (1) E接D、C接A、B接F F→B→A→C→D→E

(2) 2Cl--2e-Cl2↑ 变蓝色 Cl2+2I- $2 C l^{-} + Ι_{2} (3) ① ③ ④ ⑥ (4) Ν_{A} = \frac{64}{m} \times \frac{Ι t}{2 \times 1.6 \times 10^{- 19}}$

8.电解计算

例8 (1999年全国) 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 L氧气 (标准状况) :从而可知M的原子量为 ( )

$\begin{array}{l} (A) \frac{22.4 a x}{b} (B) \frac{11.2 a x}{b} \\ (C) \frac{5.6 a x}{b} (D) \frac{2.5 a x}{b} \end{array}$

解析:用惰性电极电解硝酸盐溶液时, 两极发生的反应分别是:

阳极 4OH--4e-2H2O+O2↑

阴极 Mx++xe-M

根据守恒原理, 两极得失电子数相等, 所以得到: $\frac{a}{x} x = \frac{b}{22.4} \times 4$ , 解得 $x = \frac{5.6 a x}{b}$ , 故正确选项为 (C) .

练习:

1.pH=a的某电解质溶液中, 插入两支惰性电极通直流电一段时间后, 溶液的pH<a, 则该电解质可能是 ( )

(A) NaOH (B) H2SO4

2.按图6装置进行实验: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 g, 溶液质量增加0.03 g, 则A合金中Cu、Zn原子个数比为 ( )

(A) 4∶1 (B) 3∶1

3.在25 ℃时, 将两个铂电极插入一定量的Na2SO4饱和溶液中进行电解, 通电一段时间后, 在阳极逸出a mol气体, 同时有w g Na2SO4·10H2O晶体析出, 若温度不变, 此时, 剩余溶液的溶质质量分数为 ( )

$\begin{array}{l} (A) \frac{w}{w + 18} \times 100 % \\ (B) \frac{w}{w + 36 a} \times 100 % \\ (C) \frac{71 w}{161 (w + 18 a)} \times 100 % \\ (D) \frac{7 w}{161 (w - 36 a)} \times 100 % \end{array}$

4.近年来研究表明, 高铁酸盐在能源、环境保护等方面有着十分广泛的用途.我国学者提出在浓KOH溶液中用电化学方法来制备高铁酸盐 (FeO $_{4}^{2 -}$ ) .电解装置如图7所示.总反应式为:Fe+2H2O+2OH-3H2↑+FeO $_{4}^{2 -}$ , 则下列说法中正确的是 ( )

(A) 阳极发生的电极反应为Fe+8OH--6e-FeO $_{4}^{2 -}$ +4H2O

(B) 正极发生的电极反应为6H2O+6e-3H2↑+6OH-

(D) 当收集到的气体为3.36 L (标准状态) 时, 获得的高铁酸钾的物质的量为0.1 mol

5.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液, 通电一段时间后, 向所得的溶液中加入

0.1 mol Cu (OH) 2后恰好恢复到电解前的浓度和pH.则电解过程中转移的电子数为 ( )

(A) 0.4 mol (B) 0.3 mol

6.以石墨为电极, 电解1 L CuSO4和NaCl的混合溶液, 其中CuSO4和NaCl的物质的量之和为0.2 mol, CuSO4的物质的量占总物质的量的比值为x.

(1) 若x=0.5, 当Cu2+在阴极恰好全部析出时, 产生的气体是什么?物质的量为多少?所得溶液的pH为多少? (忽略溶液体积的变化)

(2) 电解一段时间后, 阴阳两极产生气体的物质的量恰好相等, 均为0.16 mol, 试求x值.

(3) 若Cu2+在阴极全部析出时, 阳极产生的气体是单一气体, 试求x的取值范围.

答案

1. (B) (C) 2. (B) 3. (D) 4. (A) (C)

$5 . (A) 6 . (1) p Η = 1 (2) x = 0.6 (3) x \leq \frac{1}{3}$

电解原理篇2

(2)能书写电极反应式，培养学生分析问题，总结归纳对比的能力 2.过程和方法：通过探究电解质溶液的电解，结合电解原理分析，通过教师的设疑、释

疑调动学生积极思维，猜测并分析推理实验现象，通过实验验证，归纳总结基本规律，使学生掌握电解装置的分析方法。培养学生的观察能力、动手实验能力以及分析问题、解决问题的能力。

3.情感态度和价值观：通过电解知识的学习，发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应

用，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度

教学重难点：1.重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液、NaCl溶液为例分析电解产物。2.难点：理解电解原理，非惰性电极作阳极对电解产物的判断

二、教学设计：

知识线：从电解水的现象入手，引出电解原理，电解池的定义和构成要素。

能力线：以实验探究为主，引发问题的思考及解决，最后得出结论。提高学生分析问题的能力和实验动手能力。

三、教学过程：

【引入】大多数的便携式移动电源并不会让你在离开电源的情况下超过两天。我们不仅每天要为手机充电，同时还要为移动电源充电，而普通的移动电源也不能让我们尽情的使用手机。不过现在，一款名叫Brunton Hydrogen Reactor的氢燃料移动电源终于从概念变成了现实。虽然之前氢燃料电池技术在航天、交通、军事、生产等诸多领域已经有了不少应用，但是出现在电子科技产品中还是破天荒的头一回。这是一款专门为野外求生玩家准备的产品，套件中的电池可给手机充电五六次，每次充电时间1小时左右，它有望成为露营、地震期间、紧急救援的新利器。大家是否也需要这样一款移动电源呢？我们知道，氢氧燃料电池是将氢气与氧气反应的化学能转化成电能为用电器使用，同时生成水，那么如果我们能够把水再分解，原料就可以循环利用了，如何将水分解呢？生：电解。

【问】那么电解的过程是怎样的呢？原理是什么呢？又是怎样进行能量转化的呢？今天让我们带着这样的问题来探讨电解的原理及其应用。

【板书】电解原理及其应用

【讲】让我们先回顾一下电解水的装置图。

电源将导线连接在两个电极上，其中与电源负极相连的是阴极，与电源正极相连的是阳极，并形成闭合回路。接通电源后，能观察到什么现象呢？生：有气泡产生。师：气泡的成分是什么呢？生：氢气和氧气。师：哪一极是氢气，哪一极是氧气呢？我们还需要通过实验的手段来检验一下。怎么样检验呢？

生：检验氢气可以用点燃的方法，检验氧气可以用带火星的木条，使其复燃。

师：氢气和氧气是从哪种粒子来的呢？他们是如何产生的呢？请大家思考：1.通电前，氢离子和氢氧根是怎样运动的 2.通电以后呢？ 3.结合电路中电子的流向，从化合价升降的角度分析氢离子和氢氧根发生了怎样的反应，试着写出电极反应方程式。

师：电子从负极流出到阴极，这样阴极就会富集电子，吸引氢离子移动到阴极得电子生成氢气。同时，阳极材料上电子会源源不断的流到正极，阳极上就处于一种缺电子的状态，氢氧根离子就会定向移动到阳极。溶液当中的带电微粒产生了定向移动就可以产生电流。在阴极，氢离子得电子生成氢气，从氧化还原的角度上来看，发生的是---还原反应，而在阳极发生的是得电子的氧化反应。

【板书】

一、电解原理：阴极（还原反应），阳极（氧化反应）

师：像这样的，电流作用与电解质，使其在阴阳两极发生还原氧化反应的过程，我们就称之为电解。

【板书】

二、电解：电流作用与电解质，使其在阴阳两极发生还原氧化反应的过程师：组成电解的这套装置我们就称之为电解池。与原电池能量的转化形式不同，电解池工作时能量是如何转化的呢？生：电能转化为化学能。【板书】

三、电解池

1、定义：将电能转化为化学能的装置

师：请同学们对比原电池的构成要素，分析一下电解池需要哪些构成要素呢？生：电池，电极，导线，水，试管（容器等）

师：电池属于直流电源，还需要两个电极，其中与电源正极相连的称之为阳极，与电源负极相连的称之为阴极。水起到什么作用？（能够导电）换成其他的溶液可以么？能够导电的溶液是什么溶液？（电解质溶液）导线的作用是形成闭合回路。（边讲解边出PPT，对学生的回答要做适当的修正）

【板书】

2、构成要素：

师：大家是否还记得初中做这个实验的时候，如果电解的是纯水产生气泡的速度是怎样的呢？那么如何增强溶液的导电性呢？加入氯化钠等电解质是否会影响水的电解呢？下面我们就通过一组探究实验来说明。

实验前请大家做好准备工作：1.写出电离方程式，分析溶液中存在的离子 2.判断通电时离子的移动方向 3.预测电解产物，设计检验方案

友情提醒

请小组汇报交流一下你们的实验结果

在刚才的实验中，电解氯化铜得到了铜单质，但是电解氯化钠溶液没有得到金属钠，这是为什么呢？怎样通过电解的方法得到金属钠呢？其实大家跟著名化学家戴维的想法是一致的。

今天我们从电解水入手，了解了电解的原理，在阴极发生的电子的还原反应，在阳极反生失电子的氧化反应，并继续深入讨论电解电解质溶液的情况，通过实验的手段验证了电极产物，并书写了电极反应方程式。想必大家收获不少。下面我们来看两个练习题检验一下大家的学习情况。

电解其他的溶液又会是怎样的情况呢？给大家留一个课下思考作业：下节课我们会就这一问题继续深入讨论。

四、教学反思

五、小组分配表：全班共八组，每组七人。（详细名单）

组长：负责组织组员一切活动。组内分工：实验记录员，回答问题代表（语言流畅），书写代表（字迹工整，写字快）

（各司其职，明确分工，团结合作，实验提前培训，操作规范准确速度快）

电解原理的实验探究与思考篇3

探究实验:

(1) 如图1:将两根碳棒分别插进U形管内的Cu Cl2溶液中, 观察现象。 (稍候, 若碳棒表面无明显实验现象, 则可取出碳棒继续下一步操作) ;

(2) 如图2:将两根碳棒用导线连接后, 浸入U形管内的Cu Cl2溶液中, 观察现象;

(3) 如图3:将两根碳棒分别与直流电源的正极和负极相连接, 浸入U形管内的Cu Cl2溶液中, 再接通直流电, 观察现象。

实验现象:实验 (1) 碳棒表面无明显变化。实验 (2) 碳棒表面无明显变化。实验 (3) 阴极:碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。阳极:生成有刺激性气味、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体。

结合以上实验, 思考探究下列问题。

思考探究一:形成电解池的条件

(1) 电极在何种情况下才有物质析出?

[答案]电极在通电并形成闭合回路时才有物质析出。

(2) 根据实验 (3) 现象和氯化铜溶液的组成分析推断两极生成物的名称。

[答案]溶液中存在Cu2+、Cl-、OH-和H+, 在阴极上析出一层红色物质, 说明是Cu;阳极生成的有刺激性气味、能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体应该是Cl2。

(3) 电极的名称是如何确定的?各电极分别发生什么反应?写出电极反应式。

[答案] (1) 由电源正、负极判断:与电源正极相接的一极是阳极, 发生氧化反应, 电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑;与电源负极相接的一极是阴极, 发生还原反应, 电极反应式:Cu2++2e-=Cu。

(2) 由电极反应现象判断:产生O2或Cl2等或电极本身质量减轻的是阳极, 析出金属或H2的是阴极。

(4) 形成电解池有哪些条件?

[答案]由实验 (1) (2) (3) 可知:形成电解池必须具备 (1) 有两导体做两极, (2) 外加直流电源, (3) 形成闭合回路, (4) 两极插入电解质溶液 (或熔融电解质) 四个条件。

思考探究二:电解的原理 (1) Cu Cl2溶液中通电前离子如何运动?

[答案]在Cu Cl2溶液中, 通电前溶液中的Cu2+、Cl-等做无规则的自由运动。

(2) 通电后离子如何运动?

[答案]接通直流电源以后, Cl-和OH-向阳极移动, Cu2+和H+向阴极移动;溶液中的离子发生定向移动, 形成电流。

(3) 为什么在阴极上析出Cu而不是H2气, 阳极上放出Cl2而不是O2?

[答案]虽然Cu2+和H+都向阴极移动, 但是Cu2+得电子能力比H+强, 所以析出Cu;同样Cl-和OH-都向阳极移动, Cl-失去电子能力比OH-强, 所以放出Cl2。

[规律总结]离子放电 (离子得失电子能力) 顺序:

(1) 若阳极材料为惰性电极 (如石墨、Pt)

阳极: (阴离子放电) 失电子能力:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-

(2) 若阳极材料为活性电极 (除石墨、Pt、Au外的金属电极) , 阳极本身放电失电子。

阴极: (阳离子放电) 得电子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+ (浓度高时) >Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (浓度低时) >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

(4) 在电解的过程中, 是否有能量变化?如果有, 那么是什么形式的能量变化?

[答案]有, 电能转化为化学能。

(5) 电解的原理是什么?

[答案]通过实验与思考, 我们发现电解质溶液在导电过程中有新物质产生, 是化学变化。通过上述装置实现了电能转换为化学能的过程, 该装置叫电解池。因此, 电解是使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

思考探究三:通过电解原理能否实现不能自发进行的反应Cu+H2SO4 (稀) =Cu SO4+H2↑?

[答案]能够实现。可以将铜作为阳极, 稀硫酸作为电解质溶液, 石墨作为阴极, 构成电解池, 其电极反应方程式为:阳极:Cu-2e-=Cu2+

阴极:2H++2e-=H2↑

总反应:Cu+H2SO4 (稀) 通电 (通电:) Cu SO4+H2↑

问题探究:电解与电离有何区别?

电解抛光与化学抛光去毛刺原理篇4

化学抛光就是利用金属电化学阳极溶解的原理来实现整个化学修磨抛光过程，同时，如果把化学抛光配合机械精抛光的使用，更是发挥了电化学和机构两类的抛光特长，而且不受任何材料的韧性与材料的限制，对复杂的形状工件都具有一定的重要作用。

电解抛光与化学抛光也具有相同的特性之处，同样能去除复杂形状工件以及不锈钢加工后的表面毛刺处理工作，而且电解抛光所造出来的效果是相当不错的，表面光洁度更加优先化，

电解抛光主要是利用了在表面上出现一种极细的一小层黑色膜，再配合多功能软轴机械抛光器装上适当的毡轮，也可以涂上一层绿油膏进行表面抛光处理，就可以达到光亮的表面效果。光洁度要比化学抛光更加高，主要的特点是使用操作方便，还可以装上相应的工具进行钻，铣，磨，切，抛光等工作。

“电解原理”教学设计及实施篇5

“电解原理”是人教版选修4《化学反应原理》第四章第三节第一课时的教学内容。在必修2第二章第二节中,学生已经接触过简单的原电池知识;在选修4“化学反应原理”第四章第一、二节中,学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电池正、负极以及设计原电池和书写原电池电极反应的能力。因此,在本节课中,可利用原电池原理的逆向应用,引出发明电解池的可能性;结合物理学中电子流向及化学中氧化还原相关知识,科学猜想两电极上的可能反应;然后让学生小组讨论以确定实验装置、动手实验以验证反应产物。使学生在探究中发现问题、在小结中提升理论。最后在“学会应用”中巩固知识、形成体系。

二、教学目标

1. 知识与技能

(1)了解电解池工作原理。

(2)学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。

2. 过程与方法

电解氯化铜溶液的实验采用学生猜想、实验验证、分组讨论、师生总结的方法,让学生感受电能转化为化学能的科学事实,体验“科学猜想——实验验证——归纳总结——形成理论”的研究过程,增强对电解池工作原理的了解。

3. 情感态度价值观

(1)通过了解戴维发明电解法的化学史,感受科学家不畏艰难、勇于探索的科学精神。

(2)通过原电池工作原理到电解池工作原理的逆推,体验电化学知识间的相关性与渐进性,感受化学世界的奇妙与和谐。

(3)通过石墨作电极电解CuCl2溶液的实验探究,体验科学猜想的重要意义,发展学习化学的兴趣,培养严谨细致、务实求真的科学态度。

三、教学过程

1. 视频激疑

播放视频《电解法在元素发现过程中的重要地位》,通过知识的自然生长与过渡,激发学生探究电解原理的兴趣,同时赞赏化学家勇于探索的科学精神。回忆:什么是原电池?以石墨、锌、稀硫酸形成的原电池为例,其电极反应式及总反应式如何书写?

2. 科学猜想

通过猜想一:“Zn-2e-=Zn2+,那Zn2+如何变为Zn?这与原电池原理有何联系?谁来提供电子?”完成电解池原理与装置的初步猜想。

通过猜想二:“如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液,电极均为石墨棒,请猜想并画出戴维装置的草图。利用这个装置,可能获得什么单质?这些单质分别在哪一个电极上生成?”引发电解池原理与装置的深入思考。

通过两次猜想,明了学情;培养学生的逆向思维及发现问题的意识。如果学生不能答出猜想二,再铺设如下思维台阶:

台阶一:通电前,CuCl2溶液中存在哪些离子?它们在溶液中如何运动?

台阶二:通电后,这些离子在溶液中的运动是否会发生变化?如何变化?

台阶三:通电后,移向各区域的离子可能发生什么反应?谁先反应?为什么?

3. 实验探究

布置学生利用桌面上的仪器和试剂证明自己的猜想,以此培养学生的实验动手能力及观察能力。

4. 合作学习

布置学生阅读课本P79第一段到P80第四段,思考以石墨作电极电解cucl2溶液的实验原理,然后小组讨论并完成原电池与电解池的对比。提醒学生注意以下关键词:电解、电解池(或电解槽)、阳极、阴极、放电、惰性电极、活泼电极。通过小组合作学习,培养学生阅读能力,学习从具体事实中抽象出规律或理论的科学研究方法。

5. 总结交流

各小组代表按通电前、通电后分析溶液中存在的离子及迁移情况并写出各电极反应式,教师评价并引导学生归纳知识,形成笔记。

6. 学会应用

布置练习:画出石墨为电极,电解NaCl溶液的装置图。

(1)请在图上标出:

①电源各电极的名称;

②电解池各电极的名称;

③电子流向。

(2)按通电前、通电后分析溶液中存在的离子及迁移情况。

(3)写出各电极反应式及总反应式。

7. 知识升华

教师提出质疑:如果电极不是石墨棒,电极反应会改变吗?让学生调换电源的正负极,观察实验现象。由此培养学生深入探究、实事求是的科学态度,引入活泼电极的介绍。

8. 课后延伸

安排如下两道练习,分别侧重于“动手”和“动脑”,让学生“二选一”选做一题。这样的设置既尊重学生个性差异,留给学生个性发展的空间,又完整复习了所学知识。

(1)今有两支黑色铅笔、两段导线、干电池、滤纸、培养皿、A、B、C三种溶液。请运用今天所学的知识,设计一个实验,让铅笔画出红线、蓝线。

(2)通过今天的学习,你有什么话想对戴维说吗?

—告诉他电解装置的原理?谈谈实验改进的方法?还是精神感召、思维碰撞……请利用网络(http://baike.baidu.com/view/1837049.htm等)、课外资料,整理所学知识,并给戴维写一封公开信。

四、课后反思

多角度理解电解原理及应用篇6

电解池的构造为:电源、电解质溶液、两个电极、闭合回路.确定电解池时主要看是否有外加电源或外接原电池:⑴如有外电源, 则串联或并联的装置都为电解池, 按电解池电极的判断方法进行;⑵如没有外电源, 则能自发发生氧化还原反应的装置为原电池, 不能自发发生氧化还原反应或都为惰性电极的装置为电解池, 然后分别判断.

例1烧杯A中盛放H2SO4溶液, 烧杯B中盛放Cu Cl2溶液 (两种溶液均足量) , 装置如图1所示, 下列说法不正确的是 ()

(A) A为原电池, B为电解池

(B) A为电解池, B为原电池

(D) 一段时间, B烧杯中溶液的p H上升

解析:A中Fe能与稀硫酸自发反应, 故A装置为原电池装置;B中两极都为C, 不能自发发生反应, 故B装置为电解池装置.Fe为负极, 故烧杯B中与Fe相连的C极为阴极:Cu2++2e-=Cu, 选项 (B) 、 (C) 错误;选项 (D) , 原氯化铜溶液水解呈酸性, 随着电解的进行, 溶质不断减少, 溶液酸性减弱, p H上升.

答案: (B) (C)

二、从电极判断角度理解电解原理

电极的判断主要有: (1) 看电源的正负极:与电源负极相连的极为阴极, 与电源正极相连的极为阳极; (2) 看电子的流向:阳极→电源正极, 电源负极→阴极 (电流方向相反) ;⑶看离子的流向:阳离子移向阴极, 阴离子移向阳极;⑷看两极的反应类型:阳极失电子发生氧化反应, 阴极得电子发生还原反应;⑸看现象:如果两极中有一极增重, 则这一极为阴极.其他现象也可判断.

例2图2是电解Cu Cl2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

(D) 电解过程中, 氯离子浓度不变

解析:由电流方向知, a为电源的正极, b为电源的负极, c为电解池的阳极, d为电解池的阴极.电解过程中, Cl-在阳极放电生成Cl2放出, 使溶液中的氯离子浓度减小, Cu2+在阴极放电生成Cu, 使阴极质量增加.

答案: (C)

三、从放电顺序角度理解电解规律

溶液中的离子得失电子时存在一定的规律, 在解题时要充分考虑放电顺序.常见的有:阴离子:Cl->OH-, 阳离子:Ag+>Cu2+>H+等.

例3某溶液中含有两种溶质:氯化钠和硫酸, 它们的物质的量之比为3∶1, 用石墨电极电解该溶液.下列叙述不正确的是 ()

(A) 阴极只析出氢气

(B) 阳极先析出氯气后析出氧气

(D) 电解过程中溶液的p H不断增大, 最终溶液的p H为7

解析:溶液中含有的阳离子有Na+、H+, 阴离子有:OH-、Cl-、SO42-, 根据放电顺序可知, 阳极开始为:2Cl--2e-=Cl2↑, 当Cl-完全放电后, 为:4OH--4e-=O2↑+2H2O, 阴极始终为:2H++2e-=H2↑, 故最终阶段实质上为电解水.由于Cl-与硫酸中的H+的物质的量之比为3∶2, 故溶液最终呈碱性.

答案: (D)

四、从溶液恢复角度理解电解规律

一般而言, 用惰性电极电解溶液时, 若属于电解溶质型, 则恢复时需要加入原溶质;若属于电解水型, 则恢复时需要加入水;若属于溶质和水一起电解, 如电解Na Cl、Cu SO4分别需要加入HCl、Cu O.若电解时发生了过度电解, 即原溶质电解完以后又继续电解水, 此时要恢复到原溶液时应比正常所加的物质多一些水, 如电解Na Cl、Cu SO4可能需要加入盐酸、Cu (OH) 2.

例4用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液, 通电一段时间后, 向所得的溶液中加入0.1mol Cu (OH) 2后恰好恢复到电解前的浓度和p H.则电解过程中转移的电子数为 ()

(A) 0.4 mol (B) 0.3 mol (C) 0.2 mol (D) 0.1 mol

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