選修四第四章第二節(jié)電解池周小芬

1、電解池的工作原理電解池的工作原理及其應(yīng)用及其應(yīng)用思考回憶思考回憶1. 電解質(zhì)是指在電解質(zhì)是指在_ 能夠?qū)щ姷哪軌驅(qū)щ姷幕衔铩；衔铩?. 電離是指電解質(zhì)在電離是指電解質(zhì)在_或或_狀態(tài)下離解成狀態(tài)下離解成_的過的過程。程。3. 原電池是原電池是_ 的裝置的裝置 。4. 構(gòu)成原電池的條件是構(gòu)成原電池的條件是 水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液水溶液熔融熔融自由移動離子自由移動離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)電解池的工作原理及應(yīng)用電解池的工作原

2、理及應(yīng)用一一. .電解池的工作電解池的工作原理原理1、電解、電解在直流電的作用下在直流電的作用下,在兩電極上分別發(fā)生氧化在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程電解池電解池將將電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置 電極電極陰極：陰極：陽極陽極: :與電源負極相連的電極與電源負極相連的電極與電源正極相連的電極與電源正極相連的電極對比原電池與電解池的結(jié)構(gòu)負極正極- +電解質(zhì)溶液原電池負載電阻e e -陰極陽極- +電解質(zhì)溶液電解池e e -活學(xué)活用活學(xué)活用1.如下圖所示裝置中，屬于電解池的是()解析答案C答案2.按如圖所示裝置完成實驗，并填寫下表。實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論電流

3、表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)_與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層_與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰坃產(chǎn)生了氯氣說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路紅色物質(zhì)析出金屬銅變藍相關(guān)視頻H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-CuCl2= Cu2+2Cl-H2O OH- + H+想一想：想一想： H H+ + 和和 OHOH- -為什么沒有參與電解？為什么沒有參與電解？CuClCuCl2 2溶液中除了溶液中除了CuCu2 2、ClCl- -，還有什么離子？，還有什么離子？答案3.實驗原理分析(1)氯化銅溶液中的電離過程有_，_；溶液中存在的離子有_，通電前，這些離子在溶液中作自由運動。(2

4、)通電時，在電場的作用下，溶液中的離子作_，即_趨向a極，_趨向b極。(3)a極電極反應(yīng)式是極電極反應(yīng)式是_，b極電極反應(yīng)式是極電極反應(yīng)式是_，總反應(yīng)式是，總反應(yīng)式是_。(4)結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的 過程。電解CuCl2=Cu22ClCu2、Cl、H、OH定向運動Cl、OHCu2、H2Cl2e=Cl2Cu22e=CuOH電解電解NaCl溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氫氫氣氣氯氯氣氣實例實例電極現(xiàn)象電極現(xiàn)象 結(jié)論結(jié)論 產(chǎn)生無色氣體，收集氣體靠產(chǎn)生無色氣體，收集氣體靠近火焰，有輕微的爆鳴聲近火焰，有輕微的爆鳴聲有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{色實驗二

5、實驗二陰極陽極有H2產(chǎn)生有Cl2產(chǎn)生(2)寫出以碳棒作電極寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液電解飽和氯化鈉溶液的電的電 極反應(yīng)式及總反應(yīng)極反應(yīng)式及總反應(yīng)陽極陽極 ： 2Cl 2eCl2陰極陰極 ：2H2O +2e H2 +2OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電電 解解？為什么陽極不是OH-失去電子，陰極不是Na+得到電子呢？存在的粒子：Na、Cl、H2O（H、OH）3.離子放電順序（1） 陰離子失電順序陽極上失電子的順序：陽極上失電子的順序：活性電極（金屬電極）活性電極（金屬電極）【K K Ca Ca Na Na Mg Mg Al Al ZnZn FeF

6、e Sn Sn Pb Pb CuCu Hg Hg Ag Ag】S2IBrClOH（堿）（堿） OH（水）含氧酸根離子（水）含氧酸根離子（CO32- 、SO42- NO3-）F。 惰性電極惰性電極: : 只傳遞電子只傳遞電子本身不失電子，本身不失電子，如如C、Pt、Au、Ti等等 失失氧化氧化還原性還原性（2） 陽離子得電子順序陰極：陰極： 電子，發(fā)生電子，發(fā)生 反應(yīng)，離子反應(yīng)，離子 越強，反應(yīng)越容易。越強，反應(yīng)越容易。得得還原還原氧化性氧化性特殊離子（3 3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化 反應(yīng)（反應(yīng)（ ）（2 2）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程）電

7、解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程( ( ）1 1、判斷、判斷（1 1）電解、電離均需要通電才能實現(xiàn)（）電解、電離均需要通電才能實現(xiàn)（ ）鞏固提高：鞏固提高：2 2、用鉑電極、用鉑電極( (惰性電極惰性電極) )進行電解，下列說法進行電解，下列說法 正確的是正確的是 ( )( ) A A 電解稀硫酸電解稀硫酸, , 在陰極和陽極分別產(chǎn)生氫在陰極和陽極分別產(chǎn)生氫 氣和氧氣氣和氧氣 B B 電解氯化鈉溶液電解氯化鈉溶液, , 在陰極析出鈉在陰極析出鈉 C C 電解硫酸鈉溶液電解硫酸鈉溶液, , 在陰極上和陽極上析在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是1:21:2 D D 電解氯化銅溶

8、液電解氯化銅溶液, ,在陰極上和陽極上析在陰極上和陽極上析 出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是1:11:1A D分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(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電解NaNa2 2SOSO4 4溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陰極陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加H2O2H2

9、O = 2H2 +O2 通電通電如電解如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶等溶液時其電極反應(yīng)式為：液時其電極反應(yīng)式為：陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極：陰極： 4H+ +4e2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大，若要恢，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的水即可。復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的水即可。用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律(1)(1)電解水型：電解水型：電解電解CuClCuCl2 2溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反

10、應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極：陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小- 加加CuCl2如電解鹽酸、如電解鹽酸、CuCl2溶液等溶液等 電解后溶液中電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)(通入一定量的通入一定量的HCl氣體氣體)陽極：陽極： 2Cl 2eCl2陰極：陰極： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸電解鹽酸(2)(2)電解本身：電解本身：電解電解CuSOCuSO

11、4 4溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解陰極：陰極：Cu2+ 2e-=Cu減小減小 加加CuO陽極陽極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 減減小小如電解如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等。溶液等。陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極：陰極： 2Cu2+ +4e2Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若，若要恢復(fù)原來的組成和濃

12、度，需加入一定量金屬要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。氧化物。電解電解CuSO4溶液溶液(3)(3)放氧生酸型：放氧生酸型：電解電解NaClNaCl溶液的分析溶液的分析陰極陰極陽極陽極氫氫氣氣氯氯氣氣實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽極陽極: 2Cl- 2e- = Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HCl如電解如電解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。溶液等。 電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入

13、一定量的要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl氣體。氣體。陽極陽極 (C)： 2Cl 2eCl2陰極陰極 (C)： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解(4)(4)放氫生堿型：放氫生堿型： （2）活潑金屬的冶煉）活潑金屬的冶煉鈉的制取鈉的制取鎂的制取鎂的制取鋁的制取鋁的制取總反應(yīng)式總反應(yīng)式 : 2NaCl 2Na+Cl2通電總反應(yīng)式總反應(yīng)式 : MgCl2 Mg+Cl2通電總反應(yīng)式總反應(yīng)式 : 2Al2O3 2Al+3O2通電（1）氯堿工業(yè)）氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl

14、2 + H2 電解7.電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用鍍件鍍件 銅銅 氯化銅溶液氯化銅溶液實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象陽極：陽極： 銅變小銅變小有紅色固體產(chǎn)生有紅色固體產(chǎn)生反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式 Cu2e- Cu2+Cu2+2e-Cu注：電鍍液的組成及酸堿性不會變化注：電鍍液的組成及酸堿性不會變化（3）電鍍）電鍍陰極：陰極： 電鍍電鍍是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一層其是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一層其他金屬或合金的過程，是電解的一個重要應(yīng)用。他金屬或合金的過程，是電解的一個重要應(yīng)用。 陰極：待鍍金屬制品陰極：待鍍金屬制品 陽極：鍍層金屬陽極：鍍層金屬 電鍍液：含有鍍層金屬陽離子的可溶性鹽溶液電鍍液：含有鍍層

15、金屬陽離子的可溶性鹽溶液 電鍍池的形成條件電鍍池的形成條件（3）電鍍）電鍍粗銅純銅電解精煉銅的原理示意圖：電解精煉銅的原理示意圖：Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+H+Fe2+Cu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuFeAgCu2+Cu2+Fe2+Cu2+Cu2+AuOH-SO42-SO42-SO42- 純銅作陰極，粗銅作陽極；純銅作陰極，粗銅作陽極； e- e-AgAg Au硫酸銅溶液作電解液硫酸銅溶液作電解液（4）銅的電解精煉）銅的電解精煉粗銅所含的雜質(zhì)粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液粗銅的精煉粗銅的精煉以

16、粗銅為陽極，以純銅為以粗銅為陽極，以純銅為陰極，陰極， 以以CuSO4溶液為電溶液為電解質(zhì)溶液進行電解解質(zhì)溶液進行電解陽極：陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 陰極：陰極： Cu2+ +2eCuu長時間電解后必須補充電解液長時間電解后必須補充電解液原電池原電池電解池電解池電鍍池電鍍池定義定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。置。將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。面鍍上一層其它金屬的裝置。形成形成條件條件活動性不同兩電極活動性不同兩電極電解質(zhì)溶液電

17、解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插入電解質(zhì)溶液電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負極鍍金屬接電源負極電鍍液須含有鍍層金屬的電鍍液須含有鍍層金屬的離子離子電極電極名稱名稱負極：較活潑金屬；負極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬等或能導(dǎo)電的非金屬等)陽極：電源正極相連陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連陰極：電源負極相連陽極：鍍層金屬；陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件電極電極反應(yīng)反應(yīng)負極：氧化反應(yīng)負極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反