電解池原理及其應(yīng)用1

§1.2.1電能轉(zhuǎn)化為電能-電解

第1課時(shí)電解的原理惠州綜高：黃海梅一、電解原理使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程，叫電解。⑴電流是發(fā)生氧化—還原反應(yīng)的根源、動(dòng)力。電源為直流電⑵陰陽離子在做定向運(yùn)動(dòng)——導(dǎo)電的同時(shí)，也就在兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了新物質(zhì)；定義：組成：電極陽極：陰極：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。直流電源、兩個(gè)電極、電解質(zhì)水溶液（或熔融電解質(zhì)）、形成閉合回路與電源正極相連的電極，氧化反應(yīng)。與電源負(fù)極相連的電極，還原反應(yīng)。惰性電極：C、Pt、Au等活性電極：Zn、Fe、Cu、Ag等（除Au、Pt以外的金屬）電極材料二、電解裝置——電解池判

斷分析下列裝置，哪些是原電池——哪些是電解池——1、3、56、7三、電解原理電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動(dòng)的離子在通電時(shí)發(fā)生定向移動(dòng)，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)生氧化反應(yīng)，這就是電解的原理。

電子流動(dòng)方向：離子移動(dòng)方向：電流方向：

電源正極→電解池陽極→電解池陰極→電源負(fù)極電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極→電源正極陰離子→電解池陽極陽離子→電解池陰極直流電源電極電解質(zhì)電極反應(yīng)陰極:Cu2++2e＝Cu（還原反應(yīng)）陽極:2Cl－－2e＝Cl2↑

（氧化反應(yīng)）CuCl2

＝

Cu2++2Cl–電解氯化銅原理陰極陽極ee正極負(fù)極電源總反應(yīng):Cu2++2Cl－電解CuCl2電解Cu+Cl2↑Cu+Cl2↑（氧–還反應(yīng)）被還原（析出Cu）Cu2+得e被氧化（放出Cl2↑）

Cl–失e視頻在溶液中存在Cu2+、Cl-、H+、OH-四種離子，為何發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是Cu2+、Cl-？

陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。影響離子放電的因素：離子得失電子的能力離子的濃度放電能力陽離子在陰極放電：得電子順序K+、Ca2+

、Na+、Mg2+

、Al3+

、Zn2+

、Fe2+

、Sn2+

、Pb2+

、H+(酸)Cu2+

、Fe3+、Hg2+

、Ag+.

得e-能力依次增強(qiáng)(與金屬活動(dòng)順序相反)四、離子放電順序注意：Fe3+＞Cu2+；陰離子在陽極放電：失電子順序除Au、Pt外的金屬、S2-、X-、OH-、含氧酸根離子、F-失e-能力依次減弱分析電解反應(yīng)的一般思路：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)物陰陽兩極附近有哪些離子五、電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫：例：寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式。方法①首先找出溶液中全部陰、陽離子，比較陰、陽離子的放電順序：電解或2CuSO4+2H2O（電解化學(xué)方程式）2Cu＋O2↑+2H2SO4電解2Cu＋O2↑+4H+2Cu2++2H2O（電解離子方程式）H2OH++OH－

CuSO4＝Cu2++SO42－OH－

SO4

2-

陰極：陽極：H+

Cu2+＜＞②然后寫電極反應(yīng)式：陽極：4OH-

－4e-＝O2↑+2H2O陰極：2Cu2+＋4e-＝2Cu③最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能反應(yīng)一般不自發(fā)接電源正極，陽極反應(yīng)一定自發(fā)作為負(fù)極，對(duì)外電路送出電子接電源負(fù)極，陰極陰陽相吸兩個(gè)電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液正正負(fù)負(fù)作為正極，接受由外電路流回的電子【知識(shí)小結(jié)】

水增大增大水增大減小水增大不變電解質(zhì)減小增大電解質(zhì)減小——電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)增大電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)減小1、用惰性電極分別進(jìn)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：【作業(yè)】

§1.2.2

電能轉(zhuǎn)化為電能-電解

第2課時(shí)電解的原理及應(yīng)用惠州綜高：黃海梅氯堿工業(yè)陽離子交換膜的作用：(1)防止H2、Cl2混合電火花下反應(yīng)爆炸

H2+Cl2==HCl(2)防止防止Cl2進(jìn)入陰極區(qū)與NaOH反應(yīng)，影響燒堿的質(zhì)量和產(chǎn)量。Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O陰極放電離子：H+來源于：陽極放電離子：Cl－來源于：NaClH2O電解對(duì)象：溶質(zhì)和溶劑電解類型：放出H2生成堿溶液：pH增大復(fù)原：通入HCl氣體（少什么加什么）水增大增大水增大減小水增大不變電解質(zhì)減小增大電解質(zhì)減小——電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)增大電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)減小1、用惰性電極分別進(jìn)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：【作業(yè)】

用惰性電極進(jìn)行溶液電解的規(guī)律：

陰：2H++2e-=H2↑陽：4OH—4e-=2H2O+O2↑

電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電陰極：水放H2產(chǎn)生堿陽極；電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：水放O2產(chǎn)生酸CuSO4

NaClCuCl2HClNa2SO4H2SO4NaOHⅠ、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+Ⅱ、Cu2+、Hg2+、Ag+Ⅲ、S2－、I－、Br－、Cl－Ⅳ、OH－、含氧酸根離子、F－ⅠⅣⅡⅢⅠⅢⅣⅡ小結(jié)：惰性電極進(jìn)行溶液電解，電解質(zhì)組成情況2.如圖所示，X、Y分別是直流電源的電極，通電后發(fā)現(xiàn)A極質(zhì)量增加，B極處有無色、無臭的氣體放出。符合這一情況的是（

）練習(xí)A3.下列有關(guān)電解的說法正確的是（

）①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn)⑤任何溶液被電解時(shí)，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A．①②③④

B．②③⑤C．③④

D．①③④⑤D4.用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時(shí)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（

）A.CuSO4B.H2OC.CuOD.Cu(OH)2C5.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)過一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（）A.Ⅰ和Ⅲ附近B.Ⅰ和Ⅳ附近C.Ⅱ和Ⅲ附近D.Ⅱ和Ⅳ附近B

§1.2.3

電能轉(zhuǎn)化為電能-電解

第3課時(shí)電解的應(yīng)用惠州綜高：黃海梅6.用Pt電極電解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與溶液中通過電子的物質(zhì)的量n(mol)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（）A.Cu2+＞X3+＞H+B.H+＞X3+＞Cu2+C.X3+＞H+＞Cu2+D.Cu2+＞H+＞X3+D

7.將1L含有0.4molCuSO4和0.2molNaCl的水溶液用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上得到0.3molCu，另一電極上析出氣體(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的體積是多少?此時(shí)溶液的pH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)域先變紅？為何？FeB：O2+2H2O+4e-=4OH-E：2H++2e-=H2↑8、裝置工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)B池中有一極的質(zhì)量減少。以下有關(guān)的推斷中正確的（）①M(fèi)是電源的負(fù)極②B中Cu電極的質(zhì)量減少③C中溶液的pH升高④D中溶液的pH下降⑤B中電解液的濃度基本不變⑥相同條件下的A，C，D池中生成氣體的總體積為C>A>DA.只有⑤⑥

B.只有③④⑤⑥

C.全部

D.除②

C9、近年來，加“碘”食鹽主要使用了碘酸鉀，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液(加少量K2CrO4)為電解液在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：KI+3H2O==KIO3+3H2↑，下列有關(guān)說法正確的是（）A．電解時(shí)，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C．電解后得到KIO3產(chǎn)品的步驟有：過濾→濃縮→結(jié)晶→灼燒D．電解中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，理論上可得到21.4g無水KIO3晶體D電解用惰性電極進(jìn)行溶液電解的規(guī)律：

Ⅰ、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+Ⅱ、Cu2+、Hg2+、Ag+Ⅲ、S2－、I－、Br－、Cl－Ⅳ、OH－、含氧酸根離子、F－ⅠⅣⅡⅢⅠⅢⅣⅡ小結(jié)：惰性電極進(jìn)行溶液電解，電解質(zhì)組成情況陽極Zn—2e-==Zn2+陰極Zn2++2e-==Zn鍍件:

陰極

鍍層金屬:

陽極電鍍液:

含有鍍層金屬陽離子的可溶鹽溶液,其濃度和PH值不變電鍍?cè)?(以銅棒鍍鋅為例):電鍍的特點(diǎn)：1）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

粗銅精煉電解質(zhì)溶液的濃度是否變化？精銅粗銅(ZnFeAgAu)陽極:Zn－2e-

=Zn2+Fe－2e-

=Fe2+Cu–2e-=Cu2+陰極：Cu2++2e-=CuCuSO4溶液ZnFe以何形式存在？AgAu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)的形式留在溶液中，成為陽極泥。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子陽極Zn－2e-=Zn2+陰極Zn2++2e-=Zn電鍍液的濃度不變粗銅金屬作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液陽極Zn－2e-=Zn2

+

Cu-2e-=Cu2+等陰極Cu2++2e-=Cu溶液中溶質(zhì)濃度基本不變，定期除雜質(zhì)比較：精煉銅、電鍍銅的區(qū)別從H+、Cu2+、Na+、Cl-、SO42-五種離子中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解，用電解質(zhì)的化學(xué)式填空（使用惰性電極電解）（1）電解過程中溶液的pH增大的有_______（2）電解過程中溶液的pH減小的有

（3）電解過程中溶液的pH不變的有

。

有何規(guī)律？NaCl、HCl

CuSO4、H2SO4Na2SO4練習(xí)：CuCl2（1）電解時(shí)，只生成H2而不生成O2，則溶液的pH

。（2）電解時(shí)，只生成O2而不生成H2，則溶液的pH

。（3）電解時(shí)，既生成H2又生成O2，則實(shí)際為電解水。①若為酸性pH

，②若堿性溶液，則溶液的pH

，③若為中性，則pH

。增大減小減小增大不變電解過程中溶液pH的變化規(guī)律下圖為A直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽．接通