第三节--电解池

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第三节第三节 电解池电解池复习回顾复习回顾原电池：将化学能转变为电能的装置。原电池：将化学能转变为电能的装置。想一想：构成原电池的条件是什么想一想：构成原电池的条件是什么?ZnCuCuCl2溶液溶液ee两个活性不同的电极两个活性不同的电极电解质溶液电解质溶液(一般与活泼一般与活泼性强的电极能发生氧化还性强的电极能发生氧化还原反应原反应)形成闭合回路形成闭合回路 (4)(4)自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应复习回顾复习回顾原电池：将化学能转变为电能的装置。原电池：将化学能转变为电能的装置。问一问：原电池的问一问：原电池的电极如何判断电极如何判断?Zn

2、CuCuCl2溶液溶液ee负极负极正极正极较活泼金属较活泼金属较不活泼金属较不活泼金属或非金属或非金属电子流出电子流出电子流入电子流入氧化反应氧化反应还原反应还原反应思考思考 G Zn Cu CCCuCl2溶液溶液负极：负极：正极正极：电池总反应电池总反应：CuCl2溶液溶液如果把两根石墨棒作电极插入如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？这还是原电池装置吗？复习回顾复习回顾写一写：原电池的写一写：原电池的电极反应式电极反应式?Zn 2e- = Zn2+Cu2+ 2e- = CuZn+Cu2+ = Zn2+CuCuCl2溶液在电流的

3、作用下发生了溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了化学变化，分解生成了Cu和和Cl2一、电解原理一、电解原理（以电解氯化铜为例）（以电解氯化铜为例）实验实验4-2：用惰性用惰性(石墨石墨)电极电解氯化铜溶液电极电解氯化铜溶液阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液有气泡，气体有刺有气泡，气体有刺激性气味，并能使激性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸变蓝粉试纸变蓝碳棒上有一层红色碳棒上有一层红色的物质析出的物质析出现象：现象： 阴极：阴极： 阳极：阳极：铜铜Cl2 结论：结论：实验视频一、电解原理一、电解原理1、电解：、电解： 使电流通过电解质溶液而在阴、使电流通过电解质溶

4、液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。阳两极引起氧化还原反应的过程。2、电解池（、电解池（电解槽电解槽）：）：把电能转化为化学能的装置把电能转化为化学能的装置注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是交流。而不是交流。 熔融态熔融态的电解质也能被电解。的电解质也能被电解。【思考思考1 1】电解池的两极是怎样确定的？电解池的两极是怎样确定的？ 、两个电极及电极反应、两个电极及电极反应阴极阴极：与电源：与电源负极负极相连相连电子流进电子流进还原还原反应反应阳极阳极：与电源：与电源正极正极相连相连电子流出电子流出氧化氧化反应反应、两个电极的确定及电极反应、两个电极的确定及电极反应eeCCCuC

5、l2溶液溶液阴极阴极阳极阳极、两个电极的类型：、两个电极的类型：惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应活性电极活性电极(除铂、金外的金属除铂、金外的金属)：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极与活性电极惰性电极与活性电极CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极4、形成电解池的条件、形成电解池的条件eeCCCuCl2溶液溶液与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极电解质溶液或熔化的电解质溶液或熔化的 电解质电解质形成闭合回路形成闭合回路阴极阴极阳极阳极【思考思考3 3】在电解过

6、程中，电子、离子在电解过程中，电子、离子是如何形成闭合回路的？是如何形成闭合回路的？ 电子的流向电子的流向: : 电子从外加电电子从外加电源的负极流出，流到电解源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回池的阴极，再从阳极流回电源正极。电源正极。（注意：电子（注意：电子只在外电路定向移动，不只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）能从溶液中移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向: :阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向阳极阳极移动。移动。【思考思考4 4】电解质溶液导电的实质是什么？电解质溶液导电的实质是什么？ eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极5、电解质溶液导电

7、的、电解质溶液导电的实质实质 电解质溶液（或熔融态电解质）的电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解电解过程。过程。【思考思考5 5】如何书写电极反应方程式和总方程式？如何书写电极反应方程式和总方程式？通式：通式：阴极：阴极：氧化剂氧化剂ne-=还原产物还原产物阳极：阳极：还原剂还原剂ne-=氧化产物氧化产物总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子（式子（考虑电子守恒考虑电子守恒）、电极反应式的书写：、电极反应式的书写：（以电解（以电解CuCl2 为例）为例）eeCCCuCl2溶

8、液溶液阴极阴极阳极阳极阳离子移向阴极放电，阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阴离子移向阳极放电阴极阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应还原反应阳极阳极：2Cl- -2e- Cl2 氧化反应氧化反应总反应式：总反应式： CuCl2 Cu+Cl2 电解电解加加CuCl2变小变小【思考思考6 6】电解后氯化铜的浓度如何变化？电解后氯化铜的浓度如何变化？【思考思考7 7】若要使电解质溶液复原，怎么办？若要使电解质溶液复原，怎么办？【思考思考8 8】什么叫放电？什么叫放电？电极产物反思电极产物反思为什么不是为什么不是氧气呢？氧气呢？为什么不产为什么不产生氢气呢？生氢气呢？失电子能力：失电子能力： Cl

9、-OH-得电子能力：得电子能力：Cu2+H+放电能力放电次序【思考思考9】【思考思考1010】阴阳离子的放电顺序是什么？阴阳离子的放电顺序是什么？、离子放电顺序：、离子放电顺序： 无论是惰性电极还是活性电极都无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阴极阴极: :、离子放电顺序：、离子放电顺序： 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。在电极上放电。 用惰性

10、电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中阴离子的放电顺序是：溶液中阴离子的放电顺序是：阳极：阳极：【思考思考1111】电解氯化铜溶液时，溶液中电解氯化铜溶液时，溶液中CuCu2 2和和ClCl放电基本完毕后，电解过程是否也就放电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？停止了呢？ 溶液中溶液中Cu2+和和Cl放电完毕后，原溶液变放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在为纯水，此时，在纯水中存在H+和和OH， H+在阴极放电，在阴极放电，OH在阳极放电，实际上是在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以：电解水的过程，所以：阴极：阴极：4H+ + 4e =

11、2H2 阳极：阳极：4OH 4e =2H2O + O2 总反应：总反应：2H2O = 2H2 + O2 【思考思考1212】在电解氯化铜溶液的装置中，若在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。出电极反应。电解电解（1）溶液中所含阳离子：）溶液中所含阳离子：H+、Na+， 放电顺序：放电顺序：H+ Na+ 阴阴 极：极：2H+ + 2e = H2 （2）溶液中所含阴离子：）溶液中所含阴离子：OH、Cl， 放电顺序：放电顺序：Cl OH 阳阳 极：极：2Cl 2e = Cl2 【思考思考1313】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠

12、，氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。其结果又如何呢？写出电极反应。总反应：总反应： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 电解电解 熔融的氯化钠中有熔融的氯化钠中有Na+和和Cl ，Na+在在阴极放电生成金属钠，阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成在阳极放电生成氯气。氯气。阴极阴极：2Na+ +2e- = 2Na （氧化反应）（氧化反应）阳极阳极：2Cl- -2e- = Cl2 （还原反应）（还原反应）总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl2 电解电解阴阴极极阳阳极极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分析电解反应（用惰性电极时

13、）分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 小结小结1：分析电解反应分析电解反应(用惰性电极时用惰性电极时)的一般思路：的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后，还原性强弱判断反应的离子先后，最后分析得出产物最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子【思考思考1515】电解与电离有哪些异同呢？电解与电离有哪些异同呢？ 阴阳离子定向移动，阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成在两极上失得电子成为原子或分子。如：为原子或分子。如：CuClCuCl2

14、 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2电离电离 电解电解 条件条件过过程程 特点特点 联系联系 通电通电电解质溶于水或电解质溶于水或受热融化状态受热融化状态 电解质电离后，电解质电离后，再通直流电再通直流电电解质电离成为自电解质电离成为自由移动的离子例：由移动的离子例：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -只产生自由移动只产生自由移动的离子的离子 发生氧化还原反应发生氧化还原反应生成了新物质生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 【思考思考1616】电解池与原电池有哪些异同呢？电解池与原电池有哪些异同呢？ 小结小结2：电解与电离比较：电解与电离比

15、较：电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移离子的迁移方向方向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极反应能否自发反应能否自发 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应小结小结3：原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较:不自发不自发自发自发小结小

16、结4：电解规律电解规律阴极阴极阳阳极极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减减小小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气Na2SO4溶液溶液实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复复原原Na2SO4阳极阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e- = 2H2 2H2O 2H2 + O2 电解变大变大不不变变 加加H2O阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气阳极阳极: 2Cl- - 2e- = C

17、l 2阴极阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液实实例例电极反应电极反应浓浓度度PH值值复复原原NaCl实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极：阴极：Cu2+ 2e- = Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧

18、酸根 F- 与与区：区：电解本身型电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：区：放氢生碱型放氢生碱型 如如NaCl与与区：区：放氧生酸型放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：区：电解水型电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液溶液复原复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶仅溶剂水剂水电解电解 仅溶仅溶质电质电 解解 含氧酸含氧酸H2

19、SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阴极阴极:4H+ + 4e- = 2H2阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O减小减小增大增大不变不变H2O阳极阳极:2Cl- 2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极阳极:2Cl- 2e- =Cl2阴极阴极:Cu2+2e- = Cu增大增大 CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极阳极:2Cl-2e- =Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大 HCl不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐的含氧酸盐CuSO4阳极阳

20、极:4OH-4e-=O2+2H2O阴极阴极:2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuO放氢生碱放氧生酸 1、电极反应方程式及电解总反应方程式的、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写书写(惰性电极，溶液惰性电极，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaCl2、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液时，阴极析出的物质是液时，阴极析出的物质是_；阳极产物；阳极产物是是_。 3、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，溶液时，阳极的产物是阳极的产物是_；阴极的产物是；阴极的产物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜

21、 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C) 5、如图所示装置，指出如图所示装置，指出A、B池的池的名称、电极名称、电极反应式。名称、电极名称、电极反应式。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe6.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化值的变化。D装置为原电池，正极反应为：Ag+ +e- =Ag 负极反应： Fe2e- =Fe2+ABC为电解池A：阳极：Age- =Ag+ 阴极：Ag+

22、 +e- =Ag 溶液PH值 不变B：阳极：4OH-4e- = 2H2O+O2阴极：Cu2+ +2e- = Cu 溶液PH值 减小 C: 阳极：2CI-_2e- =CI2 阴极： 2H+ +2e- =H2 溶液PH值 变大 7.7.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该，对该装置的有关叙述正确的是装置的有关叙述正确的是 A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极两极外，

23、其余电极均参加了反应外，其余电极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶减小，而乙、丙两池溶液的液的PHPH不变不变 B 9.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电都是惰性电极，通电一段时间后，极，通电一段时间后，b极附近溶液呈极附近溶液呈红色。下列说法正确的是红色。下列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液溶液的的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 二、电解原理的应用二、电解原理的应用

24、1、氯碱工业、氯碱工业（电解饱和食盐水电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢以制造烧碱、氯气和氢气的工业）气的工业）食盐水中存在的离子：食盐水中存在的离子：离子放电顺序：离子放电顺序：阳离子阳离子 H+ Na+ 阴离子阴离子 Cl- OH-H+Na+Cl-OH-阴极阴极阳极阳极Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通电 电极反应：电极反应：H+Na+Cl-OH-阴极阴极阳极阳极还原反应还原反应OHHClOHCl222222电解氧化反应氧化反应 若电解前向

25、溶液中滴加酚酞，通电后现象若电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：为：_ _ ，两极极板上都，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？有气体产生，如何检验气体的种类？ 阴极附近的溶液无色变为阴极附近的溶液无色变为红色红色阳极阳极:产生产生刺激刺激气体使湿润气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色淀粉试纸变蓝色. 阴极阴极: :产生产生无色、无味气体无色、无味气体(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为: .(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式: .第一个问题:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇强光爆炸混合遇火或遇强光爆炸解决解决方法:使用

26、离子交换膜使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题电解饱和食盐水必须解决两个主要问题（1）生产设备名称：）生产设备名称：离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔，把电解槽隔成阴极室和阳极室。成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合；、防止氢气和氯气混合；b、避免氯气和氢氧化钠反应、避免氯气和氢氧化钠反应 ，而影响氢，而影响氢氧化钠的产量。氧化钠的产量。氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子

27、交换膜法制烧碱+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室提示：提示：第二个问题：第二个问题：精精制制食盐水食盐水 由于粗盐中含有泥沙、由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等杂质，会在碱液中形成等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合

28、理的顺序逐一除杂吗？个合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去、用什么试剂除去Ca2+ Mg2+ Fe3+ SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？电解饱和食盐水必须解决两个主要问题电解饱和食盐水必须解决两个主要问题泥沙、泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2 2+ + Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-N

29、a+、 Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略过量略过量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略过量略过量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+. Ba2+ 略过量略过量NaOH 溶液溶液除除Fe3+ , Mg2+ 适量适量HCl溶液溶液调节调节PH 除除CO32- 、OH-含氯漂白剂含氯漂白剂有机合成、造纸有机合成、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2二、电解原理的应用二、电解原理的应

30、用2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）金属或合金的方法）阳极：阳极：镀层金属镀层金属阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：含有镀层金属的电解质含有镀层金属的电解质实质：阳极参加反应的电解实质：阳极参加反应的电解电镀铜原电镀铜原理理铜片铜片待镀待镀件件硫酸铜溶液硫酸铜溶液阳极：阳极：镀层金属（纯镀层金属（纯铜板）铜板）阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金 属的电解质（硫酸铜属的电解质（硫酸铜溶液）溶液）电镀铜电镀铜3 3、粗铜的电解精炼、粗铜的电解精炼+纯铜纯铜粗铜粗铜CuSO4溶液溶液问问

31、:电解完后电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变溶液的浓度有何变化？化？阳极：阳极： Zn-2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+Cu-2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极: Cu2+ + 2e- = Cu阳极泥阳极泥阳极泥阳极泥: 相对不活泼相对不活泼的金属以单质的形式的金属以单质的形式沉积在电解槽底沉积在电解槽底,形形成阳极泥成阳极泥电解精炼铜原理：电解精炼铜原理：粗铜的溶解与纯铜的生成：粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu比

32、铜活泼的金属：比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，只溶解，不析出；不析出；比铜不活泼的金属：比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；而以单质沉积形成阳极泥；电解质溶液中电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变的浓度基本不变（略小）。（略小）。制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极： 2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通 电 4 4、电冶金、电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼

33、金属的一种重要的方法。以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的这样活泼的金属，金属，电解法电解法几乎是唯一可行的工业方法。几乎是唯一可行的工业方法。4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）等活泼金属的方法）制取金属铝制取金属铝电解熔融状态的电解熔融状态的氧氧化铝。化铝。阳极：阳极：6O 2- 12e- = 3O2阴极：阴极：4Al 3+ + 12e- = 4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通 电 冰晶石助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠

34、）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:工业上为什么用电解熔融工业上为什么用电解熔融氧氧化铝的方化铝的方法冶炼铝而不用法冶炼铝而不用AlCl3?AlClAlCl3 3为分子晶体，在融融状态下不电离，为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解不导电，不能被电解。冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池定义定义形成形成条件条件电极电极名称名称电极电

35、极反应反应将电能转变成将电能转变成化学能的装置。化学能的装置。应用电解原理在某应用电解原理在某些金属表面镀上一些金属表面镀上一层其它金属的装置层其它金属的装置。两电极接直流两电极接直流电源电源;电极插人电极插人电解质溶液电解质溶液;形形成闭合回路成闭合回路镀层金属接电镀层金属接电源正极待镀金属源正极待镀金属接电源负极电接电源负极电镀液须含有镀层镀液须含有镀层金属的离子金属的离子阳极：电源正阳极：电源正极相连极相连阴极：电源负阴极：电源负极相连极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反

36、应阴极：还原反应应用电解原理应用电解原理将不纯的金属将不纯的金属提纯的装置提纯的装置。不纯金属接电不纯金属接电源正极纯的金属源正极纯的金属接电源负极电接电源负极电解质溶液须待提解质溶液须待提纯金属的离子纯金属的离子阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应 例例1 ： 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶混合溶液液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(标况标况)气体气体.求求电解后溶液的电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量并确定析出铜的物质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4

37、e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗消耗OH- 2mol,即产生即产生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液所以溶液中中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole- 用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol. 四、电解计算四、电解计算电子守恒法电子守恒法O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例例2 ： 用石墨电极电

38、解用石墨电极电解100mL H2SO4与与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均的混合液，通电一段时间后，两极均收集到收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极阳极O2为为0.1mol，电子为，电子为0.4mol则则H2为为0.1mol，所以，所以Cu为为0.1mol，浓度为，浓度为A例例3 ： 某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，相对分子质量为相对分子质量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配该晶体溶于水配成

39、成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重出，此时阴极增重0.32g。求：。求： 金属金属M的相的相对原子质量及对原子质量及 x、n 值；值； 电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）。）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3产生产生H+为为0.01mol，pH=1练习：练习：1.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解

40、液的溶液中，通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电解时阴极没有氢气析出，且设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电，电极上析出银的质量大约是：极上析出银的质量大约是： A、2.7mg B、5.4mg C、10.8mg D、21.6mgB2、 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶液混合溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L气体气体(标况标况).求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量并确定析出铜的物质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+

41、O2 阴极阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗消耗OH- 2mol,即产生即产生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole- 用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol. O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：3.按下图的装置进行电解实验：按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合极是铜锌合金，金

42、，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，极恰好全部溶解，此时此时B极质量增加极质量增加7.68克，溶液质量增加克，溶液质量增加0.03克，则克，则A合金中合金中Cu、Zn原子个数比为原子个数比为A 41 B 31 C 21 D 任意比任意比B4.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出，电极上析出银的质量大约是：银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB5.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（利进行）：（1）U型管内发生什么现象型管内发生什么现象?写出有写出有关反应的化学方程式关反应的化学方程式（2）在）在a b烧杯中发生什么现象烧