電解池的工作原理

①電解質是指在

能夠導電的

。②電離是指電解質

或

狀態(tài)下離解成

過程。③電解質通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離子作__________運動；在外電源的作用下，形成_____移動而導電。水溶液或熔融狀態(tài)下化合物水溶液熔融自由移動的陰陽離子無規(guī)則定向聯(lián)想與質疑什么叫電解質？電解質為什么能導電？金屬——金屬內部的自由電子定向移動電解質溶液——陰、陽離子的定向移動導電原理電解的定義

使電流（直流電）通過電解質溶液（或熔融的離子化合物）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應（將電能轉變?yōu)榛瘜W能）的過程叫做電解。電解池（電解槽）

1.特點：把電能轉變?yōu)榛瘜W能2.形成條件（對比原電池）（1）外加電源（直流電）——（原電池不需要外電源，卻需要能釋放能量的氧化還原反應）（2）兩個電極（3）電解質溶液或熔化的離子化合物（4）形成閉合回路與原電池相同對比原電池與電解池的結構與電源正極相連陽極陰極與電源負極相連發(fā)生氧化反應陽離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應電源、電極、電極反應關系1.電極反應規(guī)律（1）陰極（接外電源負極）：得電子，還原反應①（一般）電極本身不參加反應②一定是電解質溶液中陽離子“爭”得電子（2）陽極（接外電源正極）：失電子，氧化反應①若為金屬（非惰性，Au、Pt除外）電極，電極失電子②若為惰性電極，電解質溶液中陰離子“爭”失電子2.什么叫放電？在電極表面陽離子得到電子，陰離子失去電子的過程叫做放電。（強者優(yōu)先）放電速率移動速率＞＞ 為何當一個電極存在多種可能的放電離子時，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關？H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-CuCl2=Cu2＋+2Cl-H2OOH-+H+想一想：H+和OH-為什么沒有參與電解？CuCl2溶液中除了Cu2＋、Cl-，還有什么離子？交流與討論3.離子放電順序 離子的放電順序主要取決于離子的本性，還與離子的濃度、溶液的酸堿性有關。（1）陽離子放電順序

陰極上得電子順序： Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞

H+（酸）＞Fe2+＞Zn2+＞H+（H2O）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。 上述順序基本上與金屬活動順序一致，即越活潑的金屬，其陽離子越難結合電子，但Fe3+氧化性較強，排在Cu2+之前。陰極：

電子，發(fā)生

反應，離子

越強，反應越容易。得還原氧化性（2）陰離子放電順序陽極上失電子的順序： 活性電極（金屬電極）＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞F－。

惰性電極:

只傳遞電子本身不失電子，如C、Pt、Au、Ti等陽極：

電子，發(fā)生

反應，離子

越強，反應越容易。失氧化還原性特殊離子①H＋②得電子能力Fe3+＞Cu2＋＞Fe2+（Fe3++e－＝Fe2+）③含氧酸根一般不放電，但其中具有較強還原性的（如:SO32—、MnO42—）在電解過程中也可以被氧化（生成SO42—、MnO4—）小試牛刀寫出下列離子放電的電極反應式H＋、Zn2+、Cu2＋、Al3＋、Fe3+I－、Br－、OH－、MnO42—2H＋＋2e－＝H2↑Fe3++e－＝Fe2+4OH－－4e－＝2H2O+O2↑MnO42—－e－＝MnO4—

電解原理電解結果:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO34OH--4e-=2H2O+O2Ag++e-=Ag陰離子移向陽離子移向電子流向陽極陰極AgNO3溶液ee氧化反應還原反應電解小試牛刀

完成分別用惰性電極電解下列物質的水溶液，寫出有關的電極反應式和總反應式。 （1）硫酸溶液 （2）NaOH溶液 （3）鹽酸 （4）KCl溶液 （5）Na2SO4溶液 （6）CuCl2溶液

（7）AgNO3 （8）CuSO4溶液想一想：如何判斷電解時溶液的濃度變化？pH值變化？電解后怎樣對溶液復原？陰極：4H++4e-=2H2↑陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑總反應式：陰極：2H++2e-=H2↑陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總反應式：2HCl====H2↑+Cl2↑通電2H2O====2H2↑+O2↑通電（3）HCl==H++Cl-（2）NaOH=Na++OH-問題解決（1）H2SO4==2H++SO42-（4）KCl==K++Cl-2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑陽極：陰極：總反應：通電2KCl+2H2O====2KOH+Cl2↑+H2↑2Cl-+2H2O====2OH-+Cl2↑+H2↑

通電問題解決陰極：4H++4e-=2H2↑陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑總反應式：（6）CuCl2==Cu2++2Cl-陰極：Cu2++2e-=Cu陽極：2Cl-

-2e-=Cl2↑2H2O====2H2↑+O2↑通電（5）Na2SO4==2Na++SO42-總反應式：CuCl2====Cu+Cl2↑通電問題解決（7）AgNO3==Ag++NO3-4Ag++4e-=4Ag4OH--4e-=2H2O+O2↑4Ag++2H2O====4Ag+O2↑+4H+

通電陰極：2Cu2++4e-=2Cu陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑（8）CuSO4==Cu2++SO42-2Cu2++2H2O====2Cu+O2↑+4H+通電總反應：陽極：陰極：總反應：問題解決電解類型舉例電極反應溶液變化溶液復原物質類別實例pHＣＢ電解水含氧酸H2SO4陽極：4OH--4e—

=O2↑+2H2O陰極：4H++4e—=2H2↑減小增大H2O強堿NaOH增大增大活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4不變增大分解電解質無氧酸HCl陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑增大減小HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu增大略變CuCl2溶質和溶劑同時電解活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑增大放出H2生成堿生成新物質HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH—-4e—

=O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e—=2Cu減小放出O2生成酸生成新物質CuO電解質溶液用惰性電極電解的規(guī)律

電解質溶液電解規(guī)律（惰性電極）

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅢⅡⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2Ⅰ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律電解水型：含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如H2SO4、NaOH、K2SO4）的電解電解電解質型：無氧酸、不活潑的無氧酸鹽（如HCl、CuCl2）溶液的電解電解質和水同時被電解型①放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（如NaCl、MgBr2)溶液的電解②放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4、AgNO3）溶液的電解電解池和原電池中

電子、離子移動的共同點

無論是原電池還是電解池①導線上電子往哪－極移動，電解液中陽離子就跟著往哪－極移動②哪－極發(fā)生氧化反應，電解液中陰離子就往哪－極移動1.電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。（氯堿工業(yè)）二、電解原理的應用3.電鍍4.電解精煉銅2.電解冶金1.電解質溶解于水——電離：Na2SO4＝2Na++SO42—（H2OH++OH－）2.通直流電——陽、陰離子定向移動——電解陽極（+）：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑（氧化反應）陰極（-）：4H++4e－＝2H2↑（還原反應）通電3.總化學方程式：2H2O＝2H2↑＋O2↑有隔膜時：通電2Na2SO4＋4H2O＝O2↑+2H2SO4+2H2↑+4NaOH（陽極區(qū)）（陰極區(qū)）電解Na2SO4溶液的變化原理電解Na2SO4溶液的變化原理電解NaCl溶液的變化原理①電解質溶解于水——電離：NaCl＝Na++Cl— （H2OH++OH－）②通直流電——陽、陰離子定向移動——電解陽極（+）：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反應）陰極（-）：2H++2e－＝H2↑（還原反應）③總化學方程式： 電解2NaCl＋2H2O＝

Cl2↑

+H2↑+2NaOH（陽極區(qū)）（陰極區(qū)）陽離子交換膜電解槽

無隔膜電解

冷的飽和食鹽水

家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器a為負極，b為正極。消毒液的主要成分：NaClO和NaCl反應原理：

電解2NaCl＋2H2O＝2NaOH+H2↑＋Cl2↑2NaOH+＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O

2.電解熔融氯化鈉制鈉 電解食鹽水可以制取燒堿和氯氣，電解熔融氯化鈉又會得到什么物質呢？陽極（+）：2Cl-－2e-==Cl2↑（氧化反應）陰極（-）：2Na++2e-==2Na（還原反應）③總反應：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解熔融氯化鈉的變化原理①電解質受熱熔化——電離：NaCl＝Na++Cl—②通直流電——陽、陰離子定向移動——電解：金屬冶煉的一般方法（H前）一、電解法：適用于活潑金屬2Al2O3===4Al+3O2↑電解2NaCl===2Na+Cl2↑電解MgCl2===Mg+Cl2↑電解1.電解熔融鹽2.電解熔融氧化物二、還原劑法：適用于較活潑金屬1.干態(tài)熱還原法2.濕態(tài)冷還原法CuSO4+Fe==Cu+FeSO4Cr2O3+2Al==2Cr+Al2O3高溫Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2高溫WO3+3H2==W+3H2O高溫常用還原劑：C、CO、H2、Al為什么不能采用水溶液？金屬冶煉的一般方法（H后）三、加熱法：適用于不活潑金屬2Ag2O===4Ag+O2↑△2HgO===2Hg+O2↑△四、富集法：適用于以游離態(tài)存在的不活潑金屬，如淘金Au

若以銅為陽極，鐵為陰極，電解氯化銅溶液，情況又如何？學與問鐵鍍銅陰極：Cu2++2e－＝Cu還原反應陽極：Cu—2e－＝Cu2+氧化反應

陰極：待鍍件（電極不反應）

陽極：鍍層金屬（電極被氧化）

電鍍液：含有鍍層金屬的離子（控制離子的濃度等條件而使H+和OH—不放電。電鍍液濃度保持不變。）3.電鍍學與問

若以銅為陽極，銅為陰極，電解氯化銅溶液，情況又如何？4.電解精煉銅陽極：Cu—2e－＝Cu2+氧化反應

陰極：

Cu2++2e－＝Cu還原反應相對不活潑的金屬以單質的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥①粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：Cu－2e-=Cu2+陰極（純銅）：Cu2++2e-=Cu②比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；③比銅不活潑的金屬：Au、Pt不溶解，而以單質沉積形成陽極泥；④電解質溶液中CuSO4的濃度基本不變；電解精煉銅原理Zn-2e-

=Zn2+Ni-