電解池原理及其應(yīng)用1

1、1 1. .2 2. .1 1 電能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為電能- -電電解解第第1 1課時課時 電解的原理電解的原理 惠州綜高：惠州綜高：黃海梅黃海梅判判 斷斷分析下列裝置，哪些是原電池分析下列裝置，哪些是原電池哪些是電解池哪些是電解池1、3、56、7電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動的離子在通電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動的離子在通電時發(fā)生定向移動，陽離子移向陰極，在陰極獲得電子電時發(fā)生定向移動，陽離子移向陰極，在陰極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽極，在陽極失去電子發(fā)生發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽極，在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，這就是電解的原理。氧化反應(yīng)，這就是電解的原理。 電子

2、流動方向：電子流動方向：離子移動方向：離子移動方向：電流方向：電流方向： 電源正極電源正極電解池陽極電解池陽極電解池陰極電解池陰極電源負極電源負極電源負極電源負極電解池陰極電解池陰極 電解池陽極電解池陽極電源正極電源正極陰離子陰離子電解池陽極電解池陽極 陽離子陽離子電解池陰極電解池陰極直流電源直流電源電極電極電解質(zhì)電解質(zhì)電極反應(yīng)電極反應(yīng) 陰極陰極: Cu2+ + 2e Cu （還原還原反應(yīng)）反應(yīng)）陽極陽極: :2Cl2e Cl2 （氧化氧化反應(yīng)）反應(yīng)）CuCl2 Cu2+2Cl陰極陰極陽極陽極e ee e正極正極負極負極電電 源源總反應(yīng)總反應(yīng): :Cu2+ + 2Cl電解電解CuCl2電解電解

3、Cu +Cl2Cu +Cl2（氧氧還還反應(yīng)）反應(yīng)）被還原被還原（析出（析出Cu）Cu2+得得e e被氧化被氧化（放出放出Cl2） Cl失失e e視頻視頻在溶液中存在在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四種離子，四種離子，為何發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是為何發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是Cu2+ 、Cl- ？ 陰離子失去電子陰離子失去電子, ,陽離子得到電子的過程叫陽離子得到電子的過程叫放電放電。影響離子放電的因素：影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子得失電子的能力離子的濃度離子的濃度注意注意：Fe3+ Cu2+；除除Au、Pt外的金屬、外的金屬、分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確

4、溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)根據(jù)陽極氧化陽極氧化，陰極還原陰極還原分析得出產(chǎn)物分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子（電解化學(xué)方程式）（電解化學(xué)方程式）（電解離子方程式）（電解離子方程式）4OH 4e-O2+2H2O最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；比較項目比較項目 電解池電解池原電池原電池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換能否自發(fā)能否自發(fā)兩兩個個電電極極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)失去電子失去電子 還原反應(yīng)還原反應(yīng)獲得電子獲得電子 電池內(nèi)離電池內(nèi)離子的遷移子的遷移方向方向相同點相同點電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)

5、能轉(zhuǎn)化為電能反應(yīng)一般不自發(fā)反應(yīng)一般不自發(fā)接電源接電源正極正極，陽極，陽極反應(yīng)一定自發(fā)反應(yīng)一定自發(fā)作為作為負極負極，對外電路，對外電路送出電子送出電子接電源接電源負極負極，陰極，陰極陰陽相吸陰陽相吸兩個電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液兩個電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液正正負負正正負負作為作為正極正極，接受由外，接受由外電路流回的電子電路流回的電子【知識小結(jié)】【知識小結(jié)】 水水增大增大增大增大水水增大增大減小減小水水增大增大不變不變電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小增大增大電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)增大增大電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)減小減小1 1、用惰性電極分別進行下列溶液電解，寫

6、出電極反應(yīng)、用惰性電極分別進行下列溶液電解，寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式并完成下表：和總反應(yīng)方程式并完成下表：【作業(yè)】【作業(yè)】 1 1. .2 2. .2 2 電能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為電能- -電解電解第第2 2課時課時 電解的原理及應(yīng)用電解的原理及應(yīng)用 惠州綜高：惠州綜高：黃海梅黃海梅氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)陰極放電離子：陰極放電離子： H+來源于：來源于：陽極放電離子：陽極放電離子：Cl來源于：來源于：NaClH2O電解對象：溶質(zhì)和溶劑電解對象：溶質(zhì)和溶劑電解類型：放出電解類型：放出H2生成堿生成堿溶液：溶液： pH增大增大復(fù)原：通入復(fù)原：通入HCl氣體氣體（少什么加什么）（少什么加什么）水水增大增

7、大增大增大水水增大增大減小減小水水增大增大不變不變電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小增大增大電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)增大增大電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)減小減小1 1、用惰性電極分別進行下列溶液電解，寫出電極反應(yīng)、用惰性電極分別進行下列溶液電解，寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式并完成下表：和總反應(yīng)方程式并完成下表：【作業(yè)】【作業(yè)】 類型類型 電極反應(yīng)特點電極反應(yīng)特點 實例實例 電解水型電解水型 電解電解電解質(zhì)型電解質(zhì)型 放氫放氫生堿型生堿型放氧放氧生酸型生酸型 陰：陰：2H+2e-=H2陽：陽：4OH4e-=2H2O+O2 電解質(zhì)電離出的陰、陽離電解質(zhì)電離出的陰、陽

8、離子分別在兩極放電子分別在兩極放電陰極：水放陰極：水放H2產(chǎn)生堿產(chǎn)生堿陽極；電解質(zhì)陰離子放電陽極；電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：水放陽極：水放O2產(chǎn)生酸產(chǎn)生酸CuSO4 NaClCuCl2HClNa2SO4H2SO4NaOH類型類型 電解質(zhì)電解質(zhì)組成組成電解水型電解水型 分解分解電解質(zhì)型電解質(zhì)型放氫放氫生堿型生堿型放氧放氧生酸型生酸型小結(jié)：小結(jié)：2. 如圖所示，如圖所示，X、Y分別是直流電源的電極，通電后分別是直流電源的電極，通電后發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A極質(zhì)量增加，極質(zhì)量增加，B極處有無色、無臭的氣體放出。極處有無色、無臭的氣體放出。符合這一情況的是（符合這一情況的是（

9、 ）練練 習(xí)習(xí)4. 用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時間后斷開電路，用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時間后斷開電路，要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（ ）A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. Cu(OH)2C5. 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過一合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過一段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（ ）A. 和和附近附近 B. 和和附近附近C. 和和附近附近 D. 和和附近附近 B 1

10、1. .2 2. .3 3 電能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為電能- -電解電解第第3 3課時課時 電解的應(yīng)用電解的應(yīng)用 惠州綜高：惠州綜高：黃海梅黃海梅6. 用用Pt電極電解含有各電極電解含有各0.1molCu2+和和X3+的溶液，的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與溶液中通過電子與溶液中通過電子的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量n(mol)的關(guān)系見圖示。則離子的氧化能的關(guān)系見圖示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（力由大到小排列正確的是（ ）A. Cu2+X3+H+ B. H+X3+Cu2+C. X3+H+Cu2+ D. Cu2+H+X3+D 7. 將將1L含有含有0.4mol Cu

11、SO4和和0.2mol NaCl的水溶的水溶液用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上得液用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上得到到0.3mol Cu，另一電極上析出氣體，另一電極上析出氣體(在標(biāo)準(zhǔn)狀況在標(biāo)準(zhǔn)狀況下下)的體積是多少的體積是多少?此時溶液的此時溶液的pH值是多少值是多少? 4.48L ; 1-2lg2 表面皿中電解質(zhì)溶液已經(jīng)滴加酚酞。問哪些區(qū)域表面皿中電解質(zhì)溶液已經(jīng)滴加酚酞。問哪些區(qū)域先變紅？為何？先變紅？為何？FeB：O2+2H2O+4e-=4OH-E：2H+2e-=H28、裝置工作一段時間后，發(fā)現(xiàn)、裝置工作一段時間后，發(fā)現(xiàn)B池中有一極的質(zhì)量減少。池中有一極的質(zhì)量減少。以下有關(guān)

12、的推斷中正確的以下有關(guān)的推斷中正確的 （ ） M是電源的負極是電源的負極 B中中Cu電極的質(zhì)量減少電極的質(zhì)量減少 C中溶中溶液的液的pH升高升高 D中溶液的中溶液的pH下降下降 B中電解液的濃中電解液的濃度基本不變度基本不變 相同條件下的相同條件下的A，C，D池中生成氣體的池中生成氣體的總體積為總體積為CAD A. 只有只有 B. 只有只有 C. 全部全部 D. 除除 C9、近年來，加近年來，加“碘碘”食鹽主要使用了碘酸鉀，食鹽主要使用了碘酸鉀，KIO3在在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和不銹鋼為電極，以工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液溶液(加少量加少量K2CrO4)為電解

13、液在一定條件下電解，為電解液在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：反應(yīng)方程式為：KI+3H2O=KIO3+ 3H2，下列有關(guān)說，下列有關(guān)說法正確的是法正確的是 （ ） A電解時，石墨作陰極，不銹鋼作陽極電解時，石墨作陰極，不銹鋼作陽極 B電解液調(diào)節(jié)到酸性比較合適電解液調(diào)節(jié)到酸性比較合適 C電解后得到電解后得到KIO3產(chǎn)品的步驟有：產(chǎn)品的步驟有： 過濾過濾濃縮濃縮結(jié)結(jié) 晶晶灼燒灼燒 D電解中每轉(zhuǎn)移電解中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，理論上可得到電子，理論上可得到 21.4g無水無水KIO3晶體晶體D電解電解類型類型 電極反應(yīng)特點電極反應(yīng)特點 實例實例 電解水型電解水型 陰：陰：2H+2e-=H2陽：陽：4O

14、H4e-=2H2O+O2 NaOH H2SO4 Na2SO4 電解電解電解質(zhì)型電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電別在兩極放電HClCuCl2 放氫放氫生堿型生堿型陰極：水放陰極：水放H2產(chǎn)生堿產(chǎn)生堿陽極；電解質(zhì)陰離子放電陽極；電解質(zhì)陰離子放電NaCl放氧放氧生酸型生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：水放陽極：水放O2產(chǎn)生酸產(chǎn)生酸 CuSO4 類型類型 電解質(zhì)電解質(zhì)組成組成電解水型電解水型 電電解解電解質(zhì)型電解質(zhì)型放氫放氫生堿型生堿型放氧放氧生酸型生酸型小結(jié)：小結(jié)：陽極陽極Zn2e-=Zn2+陰極陰極Zn2+ + 2e-=Zn鍍件鍍件:

15、陰極陰極 鍍層金屬鍍層金屬: 陽極陽極電鍍液電鍍液: 含有鍍層金屬陽離子的可溶鹽溶液含有鍍層金屬陽離子的可溶鹽溶液,其其濃度和濃度和PH值不變值不變 電鍍原理電鍍原理 : (: (以銅棒鍍鋅為例以銅棒鍍鋅為例): ):電鍍的特點：電鍍的特點：1）陽極本身參加電極反應(yīng)陽極本身參加電極反應(yīng)2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變電解質(zhì)溶液的濃度保持不變粗銅精煉粗銅精煉電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液的濃度是否變化？溶液的濃度是否變化？精銅精銅粗銅粗銅(Zn Fe Ag Au)陽極陽極: Zn 2e- =Zn2+Fe 2e- =Fe2+Cu 2e-=Cu2+陰極：陰極： Cu2+ + 2e- = CuCuSO4溶液溶液Zn

16、Fe 以何形式存在？以何形式存在？Ag Au 以何形式存在？以何形式存在？還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽極泥。留在溶液中，成為陽極泥。 電鍍銅電鍍銅 精煉銅精煉銅形成形成條件條件電極電極反應(yīng)反應(yīng)溶液溶液變化變化鍍層金屬鍍層金屬作陽極，作陽極，鍍件鍍件作陰極，作陰極，電鍍液電鍍液必須含必須含有鍍層金屬的離子有鍍層金屬的離子陽極陽極 Zn2e- =Zn2+陰極陰極 Zn2+2e- =Zn電鍍液的濃度不變電鍍液的濃度不變粗銅金屬粗銅金屬作陽極，作陽極，精精銅銅作陰極，作陰極，CuSO4溶溶液液作電解液作電解液陽極陽極 Z

17、n2e- =Zn2 + Cu-2e- =Cu2+等等陰極陰極 Cu2+ + 2e- = Cu溶液中溶質(zhì)濃度基本溶液中溶質(zhì)濃度基本不變，定期除雜質(zhì)不變，定期除雜質(zhì)比較：精煉銅、電鍍銅的區(qū)別比較：精煉銅、電鍍銅的區(qū)別 從從H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42-五種五種離子中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下離子中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進行電解，用電解質(zhì)的化學(xué)式填列要求進行電解，用電解質(zhì)的化學(xué)式填空（使用惰性電極電解）空（使用惰性電極電解）（1）電解過程中溶液的）電解過程中溶液的pH增大的有增大的有_ （2）電解過程中溶液的）電解過程中溶液的pH減減小小 的有的有 （3）電解過程中）

18、電解過程中溶液的溶液的pH不變的有不變的有 。 有何規(guī)律？有何規(guī)律？NaCl 、HCl CuSO4、H2SO4Na2SO4練習(xí)：練習(xí)：CuCl2（1）電解時，只生成）電解時，只生成H2而不生成而不生成O2，則溶液的則溶液的pH 。 （2）電解時，只生成）電解時，只生成O2而不生成而不生成H2，則溶液的則溶液的pH 。（3）電解時，既生成）電解時，既生成H2又生成又生成O2，則，則實際為電解水。實際為電解水。若為酸性若為酸性 pH ，若堿性溶液，則溶液的若堿性溶液，則溶液的pH ，若為中性，則若為中性，則pH 。增大增大減小減小減小減小增大增大不變不變電解過程中溶液電解過程中溶液pHpH的變化規(guī)律的變化規(guī)律下圖為下圖為A直流電源，直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽接通電路后發(fā)為電鍍槽接通電路后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)B上的上的c點顯紅色為實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通點顯紅色為實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K后，使后，使c、d兩點短路下列敘述正確的是兩點短路下列敘述正確的是 （ ）Aa為直流電源的負極為直流電源的負極Bc極發(fā)生的反應(yīng)為極發(fā)生的反應(yīng)為2H2eH2