2018年北京高中化学一轮复习电解原理的应用学案

电解第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【高考新动向】【考纲全景透析】一、电解原理1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程．2.电解池：(也叫电解槽)把电能转变为化学能的装置． 3．电解池的组成和工作原理（以电解CuCl 2溶液为例）总反应方程式：Cu 2++2Cl -==== Cl 2↑+ Cu二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)电极反应：阳极2Cl －－2e －==== Cl 2↑阴极 2H ＋＋2e －==== H 2↑(2)总反应方程式：2NaCl+ 2H 2O ====2NaOH+Cl 2↑+H 2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。

2．电镀铜或电解精炼铜3．电解冶炼钠(电解熔融NaCl)⑴电极反应：阳极：--2↑ 阴极：2Na ++2e -==2Na⑵总反应方程式：2↑ ⑶应用：冶炼Na 、Mg 、Al 等活泼金属。

三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。

(2)电化学防护①牺牲负极的正极保护 ——原电池原理 正极：被保护的金属设备 。

负极：比被保护的金属活泼的金属。

②外加电流的阴极保护——电解原理阴极：被保护的金属设备。

阳极：惰性电极(3)添加缓蚀剂。

【热点难点全析】※考点一原电池、电解池、电镀池的比较类型原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极电极上的反应（1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子（1）阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极电源正极→由导线→阳极→由溶液→阴极→电源负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相当于电源，另一个装置则是电解池。

北京高三化学一轮复习 电解原理的应用（学案及强化训练）知识梳理 1.氯碱工业阳极反应式：2Cl －－2e －===Cl 2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应) 总反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑ 2.电镀与电解精炼Cu －2e －===Cu 2＋Zn －2e －===Zn 2＋，Cu －2e －===Cu 2＋3.电冶金课堂练习1、判断题，下列说法正确的打(√)，不正确的打(×)(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料作阳极，用硫酸铜溶液作电解液(√) (2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(×)(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c (Cu 2＋)均保持不变(×)(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3(×)(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(√)(6)用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌(×)强化训练1.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。

下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)()A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===NiB.电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C.电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt答案 D2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。

下列说法正确的是()A.氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁答案 D3用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。

高中化学电解原理教案
一、教学目标
1. 理解电解的概念和原理
2. 掌握电解的基本规律和影响因素
3. 能够运用电解原理解释实际现象和应用
二、教学内容
1. 电解的概念和过程
2. 电解液的性质与选择
3. 电解的基本规律：法拉第定律
4. 电解的影响因素：电流强度、电解液浓度、电解时间等
三、教学方法
1. 教师讲解
2. 实验演示
3. 学生讨论与答疑
4. 小组合作探究
四、教学步骤
1. 引入：通过展示电解实验现象引发学生对电解的兴趣，引出电解的概念和意义
2. 讲解：介绍电解的定义、过程和影响因素，引导学生理解电解的基本规律
3. 实验演示：进行电解实验演示，让学生亲自操作观察电解过程，加深理解
4. 分组探究：分组进行电解实验，让学生根据实际情况探讨电解的影响因素和规律
5. 总结：总结电解的基本规律和影响因素，梳理重点知识点，强化理解和记忆
五、作业布置
1. 阅读相关教材内容，复习电解的概念和原理
2. 完成相关练习题，巩固法拉第定律等关键知识点
3. 提出问题和思考，准备下堂课的讨论和交流
六、教学反思
通过本节课的教学，学生对电解原理有了更深刻的理解和掌握，参与实验演示和小组探究的活动激发了学生的探究兴趣和思维能力，帮助学生培养了实验设计和问题解决的能力。

同时，通过对学生的作业情况和课堂反馈进行评估，可以及时调整教学策略和措施，不断提升教学效果和学生学习水平。

【一. 教学内容：电解原理及应用二. 教学目标理解电解原理，驾驭电极反应式的书写及电解原理的应用三. 教学重点、难点电解原理［教学过程］一、电解原理：电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程；电解池是将电能转化为化学能的装置；构成条件为：必需连接有直流电源，要有电极（阴、阳极），以及电解质溶液或熔融电解质。

在电解过程中与电源正极相连的极称为阳极，在阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的极称为阴极，在阴极上发生还原反应；电解质溶液中的阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

说明：1、电解质溶液的导电过程实质上就是其电解过程。

在电解池中电子流向：电子由电源的负极→电解池的阴极，再由电解质溶液→电解池的阳极→电源正极。

溶液中离子的移动方向：溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

3、电解池与原电池的推断：有外加电源的装置肯定是电解池，无外加电源的装置肯定是原电池, 多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。

4、电解池的反应原理：放电：阳离子得到电子或阴离子失去电子。

离子放电的依次取决于离子的本性，也与离子浓度和电极材料有关。

（1）阳极产物的推断先看电极，若是活泼电极（金属活动依次表Ag以前，包含Ag），电极放电，溶液中的阴离子不放电；若是惰性电极（如铂、石墨等），则看溶液中阴离子的失电子实力。

在惰性电极上，阴离子放电依次为：（2）阴极产物的推断：干脆依据阳离子放电依次进行推断，阳离子放电依次为：留意：高价含氧酸根离子一般不放电5、分析电解问题的基本思路：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－）。

通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电依次分析谁优先放电。

写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的改变、pH改变等。

考点五十五电解池及电解原理聚焦与凝萃1．理解电解原理，会推断电解池、电极产物、电极四周溶液pH值及整个溶液pH值的变化；2．正确书写电极反应式。

解读与打通常规考点一、电解池：把电能转变成化学能的装置叫做电解池。

二、电解原理以电解氯化铜溶液为例，装置如下图。

原理分析： CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl-：CuCl2=Cu2++2Cl-。

通电前后溶液里离子移动示意图通电前，Cu2+和Cl-在水里自由地移动着(如图Ⅰ所示)；通电后，这些自由移动着的离子，在电场的作用下，改做定向移动。

依据异性相吸的原理，带负电的氯离子向阳极移动，带正电的铜离子向阴极移动(如图Ⅱ所示)。

在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。

在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子，就掩盖在阴极上。

他们的反应可分别表示如下：阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)阴极：Cu2++2e-=Cu (还原反应)电解CuCl2溶液的化学反应方程式为：CuCl 2电解Cu+Cl2↑三、电解池构成：1．电极且分别与电源的正、负极相连：（1）阴极：与电源的负极相连，在阴极上发生还原反应；（2）阳极：与电源的正极相连，在阳极上发生氧化反应。

2．电解质溶液或熔融电解质3．闭合回路4．直流电源隐性考点1．放电挨次（1）阴极放电挨次(即氧化性挨次)Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（2）阳极放电挨次(即还原性挨次)金属单质(除Pt、Au外)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制作的电极又叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。

第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理目标与素养：1.理解电解原理及电解池的组成。

(证据推理与模型认知)2.了解电解规律及其应用。

(宏观辨识)1．电解熔融氯化钠实验(1)实验装置(2)实验现象通电后，在石墨片周围有气泡产生，在铁片上生成银白色金属。

(3)实验分析①熔融氯化钠中存在的微粒Na＋、Cl－。

②通电后离子的运动方向：阳离子Na＋(填离子符号)移向铁电极；阴离子Cl－(填离子符号)移向石墨电极。

③电极上发生的变化：铁电极：2Na＋＋2e－===2Na，石墨电极：2Cl－－2e－===Cl2↑。

(4)实验结论熔融氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了Na和Cl2。

2．基本概念(1)电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

(2)电解池①定义：将电能转化为化学能的装置。

②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成闭合回路。

(3)电极阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。

3．电解池的工作原理微点拨：电解质的导电过程是被电解的过程，属于化学变化；金属导电过程是电子的定向移动，属于物理变化。

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。

)(1)与电源正极相连的是电解池的阴极。

()(2)用惰性电极电解NaCl溶液时可以得到Na和Cl2。

()(3)电解池工作时，阳极发生还原反应，失去电子。

()(4)电解池工作时，阳极上的电子通过电解质溶液移向阴极。

()(5)电解AgNO3溶液时，Ag＋移向阳极，NO－3移向阴极。

()[提示](1)×电解池的阳极连接电源的正极。

(2)×用惰性电极电解NaCl溶液得H2、Cl2、NaOH。

(3)×电解过程中，阳极发生氧化反应。

(4)×电解池中电子不通过电解质溶液。

电解原理的应用【复习目标】1、了解电解原理在物质制备、电池充电、金属冶炼、电镀等方面的应用；2、进一步巩固电极反应式和电化学总反应方程的书写方法；3、能根据电解原理设计出符合要求的装置。

【知识建构】活动一：利用电解原理工业上制备物质1．写出工业上制备金属N a 、Mg 、Al 的化学反应方程式。

2．右图为模拟氯碱工业的示意图：（1）阳极反应式为： ，阴极反应式为：（2）电解总反应离子方程式为：（3）电解池中两电极均做成网状的目的：（4）电解装置中选用 （阴或阳）离子交换膜，理由是 。

3．电解尿素[CO(NH 2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图见右图四（池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。

则电解时：阳极反应式为： ，电解池的总反应方程式为 。

4．电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱的装置如图，其中a 、b 两极均选用惰性电极请分析：（1）气体甲为 ，气体乙为产物丙为（2）通电时阳极电极反应式：通电时阴极电极反应式：（3）c 、d 均为离子交换膜，其中c 为 离子交换膜，d 为 离子交换膜（选填“阴”或“阳”）。

离子交换膜活动二：利用电解原理给电池充电1．下图为铅蓄电池示意图总反应式为Pb ＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O 请分析：（1）铅蓄电池充电时A连电源极，B连电源极。

（2）铅蓄电池放电时负极反应式为：（3）铅蓄电池充电时阳极反应式为：2．镍铬(Ni­Cd)可充电电池的电解质溶液为KOH溶液，它的充、放电反应按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2；已知Ni(OH)2、Cd(OH)2和NiOOH都不溶于KOH溶液。

则下列有关电极反应式正确的是A．放电时负极：Cd－2e－===Cd2＋B．放电时正极：2NiOOH＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－C．充电时阳极：2Ni(OH)2－2e－＋ 4H＋===2Ni3＋＋4H2OD．充电时阴极：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－3．某充电电池的原理如下图所示， a、b均为惰性电极，充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。

第6课时电化学原理的综合应用［课型标签:题型课提能课］考点一串联装置识别与分析1。

有外加电源电池类型的判断方法有外加电源的均为电解池,与电源负极相连的是阴极，或根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”的原则正推电极，也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极.电极位置相同，作用也相同.若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该装置为电镀池。

则甲为电镀池，乙、丙均为电解池。

2。

无外加电源电池类型的直接判断方法一种为原电池,其余为电解池.（1)直接判断燃料电池、铅蓄电池等在电路中作电源，则其他装置为电解池。

如图,A为原电池，B为电解池。

（2）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断①一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒，其中较活泼的金属为原电池的负极,另一极为正极,其余为电解池。

②电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,构成原电池作电源,电极材料不能和电解质溶液自发反应则是电解池。

如图，B为原电池,A为电解池。

③光电池只需确定电子或阴、阳离子的移动方向即可判断阴、阳极。

（3）根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可先判断电极类型，并由此判断电池类型,如图:若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体,A应为阳极而不是负极（负极金属溶解）,则可知乙是原电池;甲是电解池,A是阳极，B是阴极。

3.“串联"类电池的解题流程题型一有外加电源型［典例1］（2019·吉林长春质检)如图装置中a、b、c、d均为Pt电极。

电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。

符合上述实验结果的盐溶液是（)选项X YA MgSO4CuSO4B AgNO3Pb（NO3)2C FeSO4Al2(SO4）3D CuSO4AgNO3解析：A项，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，错误；C项,X为FeSO4，Y为Al2（SO4)3，b、d极上均产生气体，错误；D项，b极上析出Cu，d极上析出Ag,其中d极增加的质量大于b极增加的质量,错误.答案：B［对点精练1］如图,乙是甲电解池进行电解时某个量(纵坐标x）随时间变化的曲线（各电解池都用石墨作电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响),则x表示(C)A。