化學(xué)選修四第四章電解池及電解的應(yīng)用

2、電解：

使直流電通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。3、構(gòu)成電解池的條件：①直流電源；與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽極②陰、陽電極③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；1、電解池(電解槽)：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。④形成閉合回路。(常用惰性電極：Pt、Au或石墨)一、電解池兩極一液一電源CCCuCl2溶液思考1：如果把兩根石墨棒作電極插入CuCl2溶液中，外接直流電源通電前，氯化銅溶液中有哪些離子？如何運(yùn)動(dòng)？通電后，陰、陽離子的運(yùn)動(dòng)有改變嗎？a.通電前－＋陰極陽極b.通電后離子流向：異性相吸4、電解原理思考2：

當(dāng)離子定向移動(dòng)到電極表面時(shí)，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？寫出兩電極反應(yīng)和總的化學(xué)方程式。電極反應(yīng)：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應(yīng)）陰極：Cu2+＋2e－=Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2Cu+Cl2↑電解－＋陰極陽極b.通電后陰離子失去電子,陽離子得到電子的過程叫放電。陽極氧化陰極還4、電解原理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順序：陰極：氧化性強(qiáng)的陽離子先得電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（金屬活動(dòng)性順序表逆）

在CuCl2溶液中，除了有Cu2+和Cl-外，還有什么離子？為什么不是一起放電？【想一想】“遵循誰強(qiáng)誰先放電”放電順序：金屬>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>NO3－>SO42－>F－

陽極：還原性強(qiáng)的陰離子先失電子注意：若是鉑、金以外的較活潑金屬（如鐵、銅鋅、銀、鉛）作陽極，則是金屬本身先于陰離子失去電子而放電。除Pt、Au“遵循誰強(qiáng)誰先放電”想一想：電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中Cu2＋和Cl－放電基本完畢后，電解過程是否也就停止了呢？陰極：4H++4e—

=2H2↑

陽極：4OH-－4e—

=2H2O+O2↑

總反應(yīng)：2H2O=2H2↑+O2↑電解分析：溶液中Cu2+和Cl—放電完畢后，原溶液變?yōu)榧兯?，此時(shí)，在純水中存在H+和OH—，H+在陰極放電，OH—在陽極放電，實(shí)際上是電解水的過程，所以：（1）溶液中所含陽離子：H+、Na+，放電順序：H+>Na+

陰極：2H++2e—=H2↑（2）溶液中所含陰離子：OH—、Cl—，放電順序：Cl—>OH—

陽極：2Cl—－2e—=Cl2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑電解想一想：在電解CuCl2溶液的裝置中，若把電解質(zhì)換成NaCl，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。

熔融的氯化鈉中有Na+和Cl—，Na+在陰極放電生成金屬鈉，Cl—在陽極放電生成氯氣。陰極：2Na++2e-=2Na

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑總式：

2NaCl2Na+Cl2↑電解陰極陽極熔融NaCl想一想：氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽離子組和陰離子組。2.根據(jù)放電規(guī)律，陽離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒）3.由陰陽兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)必須保持分子形式）寫電極反應(yīng)的方法小結(jié)試一試：電解硫酸鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果？

H2O

H++OH—

Na2SO4

＝2Na++SO4

2—離子放電的順序陽離子陰離子H+

>Na+OH－>SO42－4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解陽極：陰極：內(nèi)容原電池電解池電極名稱

電極反應(yīng)

電子移動(dòng)方向

能量轉(zhuǎn)變

反應(yīng)是否自發(fā)發(fā)生

正極負(fù)極原電池與電解池的比較還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)先從負(fù)極→導(dǎo)線→正極先負(fù)極→導(dǎo)線→陰極

II陽極→導(dǎo)線→正極將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,要在外電場(chǎng)作用下才能發(fā)生陰極陽極【鞏固練習(xí)】121、下列有關(guān)電解池的說法不正確的是（）A.電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。B.電解池中陰離子向陰極移動(dòng)，陽離子向陽極移動(dòng)。C.電解池中與電源正極相連的一極是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)。D.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液的電解過程。B132、如右圖是電解氯化銅溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（）A、a為負(fù)極，b為正極B、a為陽極，b為陰極C、電解過程中，d電極質(zhì)量增加D、電解過程中，氯離子濃度不變C

3、相同條件下，以石墨作為電極，通以相同的電量，分別電解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g銅，則析出銀的質(zhì)量為A．108gB．54gC．216gD．64g陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：食鹽水中存在的離子：Na+、Cl-、H+、OH-離子放電順序：陽離子

H+

＞Na+

陰離子

Cl-

＞OH-電極反應(yīng)：二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣(氯堿工業(yè))2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑電解注意：不能寫成2Cl-+2H+Cl2+H2電解陽極陰極Cl2H2NaCl溶液⑴概念：⑵裝置：2、電鍍利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的方法。+鍍件（陰極）鍍層金屬（陽極）含鍍層金屬離子的鹽溶液–即陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子是同一元素。右圖中a、b哪一極為正極？若要給鐵叉鍍銀，a極選用什么材料？選擇何種溶液？【思考】e––+陽極陰極AgAgNO33.電冶金

鋁土礦食鹽晶體電解熔融鹽是冶煉像Na、Ca、Mg、Al等活潑金屬的幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。冶煉金屬:Mn++ne-=M3、電冶金冶煉活潑金屬K~~Al

2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑電解MgCl2

(熔融)==Mg+Cl2↑2NaCl(熔融)==2Na

+Cl2↑AlCl3？為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？電解電解冰晶石鹽溶液則相當(dāng)于電解水中的H+得到氫氣電解池與原電池異同①兩電極接直流電源②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路④自發(fā)反應(yīng)形成條件將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置定義裝置實(shí)例電解池原電池裝置①鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置電鍍池電解池與原電池異同(續(xù))電源負(fù)極→電解池陰極

(溶液中陰陽離子導(dǎo)電)→電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子電極反應(yīng)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負(fù)極正極導(dǎo)線陽極：氧化反應(yīng)，金屬電極失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電鍍池與電解池相同練習(xí)1、分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。2、下列說法或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵C．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快D．與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極B例：在50mL0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則⑴若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化。⑵若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應(yīng)式是⑶如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電當(dāng)電路中有0.01mol電子通過時(shí)，陰極增重g，陰極上的電極反應(yīng)式是。不變1.28Zn－2e－＝Zn2+Cu2++2e－＝Cu指出下列裝置的名稱、電極名稱，寫出電極反應(yīng)式，并表示出電子移動(dòng)方向。

能力提高ⅠⅡe-e-e-e-e-－+陽陰原電池電解池