第三節(jié)電解池

第三節(jié)電解池電解法在元素發(fā)現(xiàn)史中的重要地位1.了解電解、電解池的概念，掌握電解池的工作原理。（重點(diǎn)）2.掌握電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅以及電冶金等電解原理的應(yīng)用。（重點(diǎn)）3.掌握電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法，能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。用石墨電極電解水時(shí)，在陰、陽(yáng)極分別得到氫氣、氧氣。思考：（1）如果電解質(zhì)溶液是CuCl2，請(qǐng)猜想兩極產(chǎn)物分別是什么？（2）如果是

NaCl溶液、Na2SO4溶液、CuSO4溶液，電極產(chǎn)物又是什么？【思考與交流】

電解原理電解氯化銅溶液【實(shí)驗(yàn)探究】電解原理CuCl2溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，分解生成了Cu和Cl2。陰極陽(yáng)極氯氣銅CuCl2溶液有氣泡產(chǎn)生，有刺激性氣體，并能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出陰極：

陽(yáng)極：——銅——Cl2或：CuCl2溶液被電解生成了Cu和Cl2。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【結(jié)論】電解原理CuCl2溶液在電流的作用下為什么會(huì)生成Cu和Cl2呢？問(wèn)題1：通電前，CuCl2溶液中含有哪些微粒?問(wèn)題2：在通電時(shí)這些微粒各向什么極移動(dòng)？問(wèn)題3：通電后在陽(yáng)極和陰極各發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？

Cu2+、Cl-、H+、OH-Cu2+和H+向陰極，OH-和Cl-向陽(yáng)極【思考交流】陽(yáng)極：2Cl--2e-====Cl2↑氧化反應(yīng)陰極：Cu2++2e-====Cu還原反應(yīng)電解原理【小結(jié)】電解氯化銅溶液的微觀反應(yīng)過(guò)程Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)Cu2+、Cl—定向運(yùn)動(dòng)Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—發(fā)生電子得失ClClClClCuCu陰陽(yáng)兩極上生成Cu、Cl2Cl2Cl2ee電解原理電解：電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。構(gòu)成電解池的條件：1.直流電源、兩個(gè)電極；2.電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；3.閉合回路。碳碳陰極陽(yáng)極電解池接電源正極的為陽(yáng)極接電源負(fù)極的為陰極電解原理2Cl－－2e－====Cl2↑（氧化反應(yīng)）Cu2+

＋2e－====Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：CuCl2Cu+Cl2↑電解陽(yáng)極：陰極：氧化性:Cu2+＞H+，故Cu2+優(yōu)先于H+反應(yīng)（放電）還原性:Cl-

＞OH-,故Cl-優(yōu)先于OH-反應(yīng)（放電）離子在電極表面得到或失去電子的過(guò)程叫作“放電”。e－e－CCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極電極反應(yīng)：電解原理【練一練】下列裝置哪些是電解池？【提示】A、D、E、F是電解池。B是原電池，C中乙醇是非電解質(zhì)，雖然有外接電源，但不是電解池。電解原理【即時(shí)鞏固】用石墨電極電解CuCl2溶液(見下圖)。下列分析正確的是(

)A.a端是直流電源的負(fù)極B.通電使CuCl2發(fā)生電離C.陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng):Cu2++2e-====CuD.通電一段時(shí)間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體A電解原理

活性電極(Pt、Au除外金屬)，金屬優(yōu)先于陰離子放電當(dāng)電解質(zhì)溶液中存在多種陽(yáng)離子或陰離子時(shí)，離子在電極上放電順序不同。①陰極:陽(yáng)離子放電，得電子能力強(qiáng)的先放電Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+>H+（水）Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+在水溶液中不放電，H+放電②陽(yáng)極:惰性電極(Pt、Au、石墨)，陰離子放電，失電子能力強(qiáng)的先放電S2－＞I－＞Br－＞Cl－

＞OH－

＞含氧酸根酸根離子如NO3－、SO42－等在水溶液中不放電，OH－放電離子放電順序電解原理注意事項(xiàng)：1.陽(yáng)離子的放電順序與金屬活動(dòng)性順序相反(Fe3+大于Cu2+)，陰離子的放電順序與常見的幾種非金屬單質(zhì)的活潑性順序相反。2.當(dāng)Fe3+和Cu2+共同在溶液中時(shí)，先Fe3++e-==Fe2+，然后Cu2+放電。3.金屬電極作陽(yáng)極，金屬本身被氧化（金、鉑除外），溶液中的陰離子不放電。4.無(wú)論活性電極還是惰性電極作陰極，陰極均不參加反應(yīng)。電解原理與電源正極相連與電源負(fù)極相連陰離子移向

陽(yáng)離子移向發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)極陰極電源、電極、電極反應(yīng)的關(guān)系【歸納總結(jié)】電解原理原電池與電解池對(duì)比項(xiàng)目原電池電解池能量轉(zhuǎn)換能否自發(fā)兩個(gè)電極離子移動(dòng)方向電子流向構(gòu)成條件化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能不自發(fā)自發(fā)連接電源的正極，作為陽(yáng)極相對(duì)活潑的金屬作為負(fù)極連接電源的負(fù)極，作為陰極相對(duì)不活潑的金屬或石墨作為正極陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液形成閉合回路。電解池有外電源，原電池?zé)o需外電源。氧化反應(yīng)失去電子還原反應(yīng)獲得電子負(fù)極→正極負(fù)極→陰極，陽(yáng)極→正極電解原理實(shí)例電極反應(yīng)濃度pHH2SO4陰極陽(yáng)極氧氣氫氣增大減小H2SO4陽(yáng)極：4OH--4e-====2H2O+O2↑陰極：4H++4e-====2H2↑

2H2O2H2↑

+O2↑電解電解規(guī)律電解規(guī)律實(shí)例電極反應(yīng)濃度pHNa2SO4陽(yáng)極陰極O2H2變大不變Na2SO4溶液陽(yáng)極:4OH--4e-====2H2O+O2↑陰極:4H++4e-====2H2↑2H2O2H2↑

+O2↑電解電解規(guī)律實(shí)例電極反應(yīng)濃度pHNaCl陽(yáng)極陰極氯氣氫氣陽(yáng)極:2Cl--2e-====Cl2↑陰極:2H++2e-====H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

電解減小增大NaCl溶液電解規(guī)律電解質(zhì)溶液電解規(guī)律（惰性電極）

陽(yáng)極:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子>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+>Al3+>Mg2+>Na+>K+電解規(guī)律1.寫出用石墨電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。2.寫出用銅作電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式。陽(yáng)極4OH--4e-====2H2O+O2↑陰極2Cu2++4e-====2Cu總反應(yīng)2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑電解陽(yáng)極(Cu)：陰極(Cu)：Cu

-2e–

====Cu2+

Cu2++2e–

====Cu完成下列問(wèn)題。【練一練】電解規(guī)律總結(jié):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(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物判斷陽(yáng)極材料及陰陽(yáng)兩極附近離子種類及離子放電順序先電離后電解電解規(guī)律NaCl====Na++Cl–陰極：陽(yáng)極：2Cl––2e–====Cl2↑2H++2e–====H2↑2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑+Cl2↑總反應(yīng)：電解陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2和陰極產(chǎn)物NaOH如何檢驗(yàn)？陽(yáng)極：使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)。陰極：滴入酚酞，溶液

變紅H2OH++OH-電解原理的應(yīng)用1.電解飽和食鹽水電解原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)視頻

2.電鍍電解原理應(yīng)用⑴定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。⑵電鍍材料的選擇：陰極——鍍件陽(yáng)極——鍍層金屬

電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液⑶電極反應(yīng)：銅鍍件CuSO4溶液陽(yáng)極陰極（電鍍銅）陽(yáng)極：陰極：Cu–2e–====Cu2+Cu2++2e–====Cu⑷電鍍的特點(diǎn)：②電鍍液的濃度保持不變。①陽(yáng)極溶解，陰極沉積；電解原理應(yīng)用粗銅：含雜質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）Zn–2e–====Zn2+Fe–2e–====Fe2+Ni

–2e–====Ni2+Cu–2e–====Cu2+

ZnFeNiCuAgAu陰極：陽(yáng)極泥思考:電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？粗銅純銅硫酸銅溶液陽(yáng)極陰極Cu2++2e–====Cu略變小。用電解的方法由粗銅制精銅（純銅）3.電解精煉銅動(dòng)畫演示

陽(yáng)極:電解原理應(yīng)用4.電冶金:AlCl3？MgO？為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？2Al2O3(熔融)====4Al+3O2↑電解MgCl2

(熔融)====Mg+Cl2↑2NaCl(熔融)====2Na

+Cl2↑電解電解冰晶石結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強(qiáng)有力的氧化還原的手段。使用電解法冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬的方法。電解原理應(yīng)用電解熔融氯化鈉制鈉電解原理應(yīng)用電解池原理應(yīng)用電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)氯堿工業(yè)電鍍電解精煉銅電冶金電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置①兩電極接直流電源②電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置①不純金屬接電源正極，純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬陰極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)1.下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是A．銅鋅原電池中銅是正極

B．用電解法精煉銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極C．在鍍件上鍍銅時(shí)可用銅作陽(yáng)極

D．電解稀硫酸溶液制H2、O2時(shí)銅做陽(yáng)極√2.pH＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH＞a，則該電解質(zhì)可能是A．NaOHB．H2SO4

C．AgNO3D．Na2SO4√3.(2014·海南高考)以石墨為電極,電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體C.陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小√(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極為___極，電極