晓升中学化学必修四第四章 电解池(第一课时)

1、第三节 电解池（第一课时）1、原电池是、原电池是_ 的装置的装置 。2、构成原电池的条件是、构成原电池的条件是3、电池充电时两极的名称？分别发生什么、电池充电时两极的名称？分别发生什么哪种反应？如何与电源连接？哪种反应？如何与电源连接？ 把化学能转化为电能把化学能转化为电能两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应连接电源正极的叫阳极，发生氧化发应；连接电源正极的叫阳极，发生氧化发应；连接电源负极的叫阴极，发生还原反应连接电源负极的叫阴极，发生还原反应探究实验探究实验如图所示，将两根石墨如图所示，

2、将两根石墨棒分别跟棒分别跟直流电源直流电源的正的正极和负极连接，浸入盛极和负极连接，浸入盛有有CuCl2溶液的烧杯中溶液的烧杯中 ，再接通再接通12V直流电直流电,观察观察现象。现象。约约35min后切断电源。后切断电源。CCCuCl2阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液实验现象实验现象实验现象实验现象产物验证产物验证产物确定产物确定有气泡有气泡逸出逸出有红色固有红色固体析出体析出实验分析实验分析思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒? ?阳离子：阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：阴离子：Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动

3、向阳极区移动Cl-Cl2 OH-O2 H2O H+ + OH- CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - 阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：思考思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？么样的电极反应？产物可能是哪些？思考思考2：在通电时这些：在通电时这些微粒各向什么区移动？微粒各向什么区移动？Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通电前通电前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl- 阴极阳极通电后通电后Cu2+氧化性大于氧化性大于H+,故故Cu

4、2+得电子变成得电子变成CuCl-还原性大于还原性大于OH-,故故Cl-失电子生成失电子生成Cl2实验分析实验分析2Cl 2e = Cl2（氧化反应）（氧化反应）Cu2+ 2e = Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2通电通电阳极：阳极：阴极：阴极：像这样使像这样使电流电流通过电解质溶液或熔融电解质而通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做氧化还原反应的过程，叫做电解电解1.电解：电解：使使电流电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起阳两极引起氧化还原反应氧化还原反应

5、的过程，叫做电解。的过程，叫做电解。3.构成电解池的条件：构成电解池的条件：直流电源；直流电源；阴极阴极:与电源与电源负极负极相连相连 阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连 阴、阳阴、阳 电极电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；2.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。材料可同材料可同可不同可不同练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。161110一、电解原理：一、电解原理： 4 4、电子的流向、电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出电子从外加电源的负极流出

6、，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。极。（注：电子只在外电路定向移动，不能（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）从溶液中移动）5 5、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. .异性相吸异性相吸 阳氧化、阴还原阳氧化、阴还原6、电极反应：、电极反应：一、电解原理：一、电解原理： 影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力离子的浓度离子的浓度一、电解原理：一、电解原理： Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ （浓度大时才先放电）

7、浓度大时才先放电） Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+ H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+越不活泼的越不活泼的金属对应阳离子氧化性越强，越容金属对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。易得电子。阴极阴极： 电子，发生电子，发生_反应，反应，离子离子 越强，放电越容易。越强，放电越容易。阳离子得阳离子得还原还原氧化性氧化性一、电解原理：一、电解原理： 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中阴离溶液中阴离子的放电顺序是：子的放电顺序是：阳极：阳极：活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴

8、离子不容易在电极上化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。放电。阳极阳极： 电子，发生电子，发生_反应，反应，离子离子 越强，放电越容易越强，放电越容易阴离子失阴离子失氧化氧化还原性还原性金属金属 S2- I- Br- Cl OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 除Pt、Au（无氧酸根（无氧酸根 氢氧根氢氧根 含氧酸根）含氧酸根）（1）惰性电极：（）惰性电极：（只考虑溶液中离子放电只考虑溶液中离子放电） 阴极：阳离子还原阴极：阳离子还原 阳极：阴离子氧化阳极：阴离子氧化（2）活泼电极：阳极为金属（除）活泼电极：阳极为金属（除Pt、Au) 阴极：阳离子还原阴极：阳离子还原 阳极：金属氧化阳极：金

9、属氧化8.8.电极反应式的书写电极反应式的书写思考思考?用惰性电极电解硫酸钠溶液中会有怎用惰性电极电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：样的结果： H H2 2O O H H+ + + OH+ OH Na2SO4 2 2Na+ SO4 2离子放电的顺序离子放电的顺序阳离子阳离子阴离子阴离子H+ Na+OHSO424OH4e2H2O +O24H+ +4e2H2 总反应总反应：2H2O O2 +2H2 电解阳极阳极 ：阴极：阴极：CuCuFeCuCuSO4溶液溶液稀硫酸溶液稀硫酸溶液思考思考: 下列两个电解池的电极反应式下列两个电解池的电极反应式阳极阳极阴极阴极Cu - 2e- = Cu2 + Cu2+

10、 + 2e- = CuCu - 2e- = Cu2 + 2H+ + 2e- = H2 阴极阴极阳极阳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减小减小接近接近7CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解1 1、电解电解质型电解电解质型二、电解规律二、电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PHPH值值复原复原NaNa2 2SOSO4 4 阳极阳极: : 4OH4OH- - - -4e4e- -

11、 = 2H2H2 2O+OO+O2 2阴极阴极: : 4H 4H + + 4e+ 4e- - = 2H 2H2 2 变大变大不不变变 加加H H2 2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2电解2 2、电解水型电解水型阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl-2e- =Cl2 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3 3、放氢生碱型放氢生碱型实例实例电极反应电极反应浓度浓度

12、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4 4、放氧生酸型放氧生酸型（包括水的电离，并分（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）成阳离子组和阴离子组）明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子判断阴阳离子的放电顺序判断阴阳离子的放电顺序根据根据阳极氧化，阴极还原阳极氧化，阴极还原完成电极反应式完成电极反应式书写电极反应式及总方程式的方法小结书写电极反应式及总方程式的方法小结判断电

13、极材料判断电极材料（注意得失电子守恒）（注意得失电子守恒）由阴阳两电极反应式，合并得总反应式由阴阳两电极反应式，合并得总反应式（弱电解质的须保持分子形式）（弱电解质的须保持分子形式）先电离先电离后电解后电解阳极阳极阴极阴极总电极反应总电极反应AgNO3溶液溶液CC4OH- - 4e- = O2 +2H2O4Ag+ + 4e- = 4Ag总反应式：总反应式：4AgNO3+2H2O= 4Ag +O2 +4HNO3练习：练习：书写电解硝酸银溶液的电书写电解硝酸银溶液的电极反应式及总方程式极反应式及总方程式电解电解阳极阳极阴极阴极H2SO4溶液溶液CCu Cu - 2e- = Cu2+ 2H+ + 2

14、e- = H2练习：练习：电解电解 电解质溶液：电解质溶液：H2SO4溶液溶液 阳极：金属铜阳极：金属铜1、如右图是电解氯化铜溶液的、如右图是电解氯化铜溶液的装置装置,其中其中c、d为石墨电极，则下为石墨电极，则下列有关判断正确的是列有关判断正确的是A、a为负极，为负极，b为正极为正极 B、a为阳极，为阳极，b为阴极为阴极C、电解过程中，、电解过程中，d电极质量增加电极质量增加 D、电解过程中，氯离子浓度不、电解过程中，氯离子浓度不变变【亲【亲 身身 体体 验验】+阴极阴极阳极阳极阴极阴极d：阳极阳极c： 2Cl 2e Cl2Cu2+ + 2e CuC1110162、右图中、右图中x、y分别是

15、直流电源的两极，通电后发分别是直流电源的两极，通电后发现现a极板质量增加，极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（符合这一情况的是（ ）a极极b极极X电极电极Z溶液溶液A锌锌石墨石墨负极负极CuSO4B石石墨墨石墨石墨负极负极NaOHC银银铁铁正极正极AgNO3D铜铜石墨石墨负极负极CuCl2A三、电解原理的应用：三、电解原理的应用：1、电解饱和、电解饱和NaCl溶液溶液 （氯碱工业）（氯碱工业）两极材料：碳棒或其它惰性电极两极材料：碳棒或其它惰性电极NaCl = Na+ + ClH2O = H+ + OH阴极：阴极：阳极：阳极： 2Cl 2e C

16、l22H+ + 2e H22NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2总反应：总反应：通电通电阳极产物和阴极产物能接触吗？阳极产物和阴极产物能接触吗？ 阳极产物阳极产物Cl2和阴极产物和阴极产物NaOH如何如何检验检验？ 阳极：阳极：使湿润的使湿润的KI淀粉试纸淀粉试纸变蓝变蓝。阴极：阴极：滴入酚酞，溶液滴入酚酞，溶液 。变红变红离子交换膜离子交换膜1110+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）阳离子交换膜阳离子交换膜 阳阳 极极金属钛金属钛网网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室

17、室电解饱和食盐水的原理示意图电解饱和食盐水的原理示意图10（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜阳离子交换膜：只允许阳离子通过：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)，把电解槽隔成阴极室，把电解槽隔成阴极室和阳极室。和阳极室。 （2）离子交换膜离子交换膜的作用：的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免、避免Cl2和和NaOH反应生成反应生成 ，而影响，而影响NaOH的的产量。产量。氯碱工业：氯碱工业：离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱162、

18、电镀、电镀 定义：定义：利用利用电解原理电解原理在某些金属的表面镀上在某些金属的表面镀上一薄层其它一薄层其它金属金属或是或是合金合金的方法。的方法。 电镀材料的选择：电镀材料的选择：阴极阴极镀件镀件阳极阳极镀层金属镀层金属电镀液电镀液含有含有镀层金属离子镀层金属离子的溶液的溶液 装置：装置：铜铜镀件镀件CuSO4溶液溶液阳极阳极阴极阴极（电镀铜）（电镀铜）阳极：阳极： 阴极：阴极：Cu 2e = Cu2+ Cu2+ + 2e = Cu 电镀的特点：电镀的特点：电镀液的浓度电镀液的浓度基本不变基本不变。阳极参加反应的电解，阳极参加反应的电解，3、铜的、铜的电解精炼电解精炼粗铜：含杂质（粗铜：含杂

19、质（Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）等）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：阳极泥阳极泥粗铜粗铜纯铜纯铜硫酸铜溶液硫酸铜溶液阳极阳极阴极阴极Cu2+ + 2e = Cu若把阴极若把阴极纯铜纯铜换成换成铁棒铁棒，电解过程变吗？电解过程变吗？ 不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。 1. a 、b哪一极为正极？哪一极为正极？2. 若要给铁叉镀银，若要给铁叉镀银， a极选用什么材料？极选用什么材料？ 选择何种溶液？选择何种溶液？【思考【思考】e+六

20、、电解原理的应用：六、电解原理的应用：4、电冶金、电冶金冶炼活泼金属冶炼活泼金属 K Al 2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2通电通电MgCl2 (熔融熔融) = Mg + Cl22NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2AlCl3 ？MgO ？ 为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？通电通电通电通电冰晶石冰晶石1110161、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液的混合溶液时，阴极析出的物质是时，阴极析出的物质是 ；阳极产物是；阳极产物是 。2、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产时，阳

21、极的产物是物是 ；阴极的产物是；阴极的产物是 。【课堂练习【课堂练习1】CuCl2Ag+Ag【原电池与电解池的结合【原电池与电解池的结合】4、如图所示装置，指出、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名池的名称、电极名称、称、 电极反应式、二池电极反应式、二池pH值的变化情况。值的变化情况。CuSOCuSO4 4H H2 2SOSO4 4C CPtPtZnZnCuCu1. 1. 根据下图所示根据下图所示, , 填写空格填写空格: : 判断判断; ; 甲池是甲池是 池池, , 乙池是乙池是 池。池。甲池甲池乙池乙池 写出各个电极的电极反应式：写出各个电极的电极反应式：C C电极电极PtPt电极电

22、极ZnZn电极电极CuCu电极电极写出两极总反应式甲池写出两极总反应式甲池，乙池乙池。电解电解原电原电Zn-2e=ZnZn-2e=Zn2+2+2H2H+ +2e=H+2e=H2 22Cu2Cu2+2+4e+4e- -=2Cu=2Cu4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 22CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O=2CuO=2Cu+O+O2 2 +2H+2H2 2SOSO4 4Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2 2. 2. 此图是以惰性电极进行电解的装置：此图是以惰性电极进行电解的装置：A AD DC CB BCuClCuCl2 2Ag

23、NOAgNO3 3 写出各电极上的电极反应式；写出各电极上的电极反应式；A. A. B. B. C. C. D. D. 电解时在各电极上析出生成物的物质的量之比为电解时在各电极上析出生成物的物质的量之比为CuCu2+2+2e=Cu+2e=Cu2Cl2Cl- - 2e=Cl- 2e=Cl2 24Ag4Ag+ +4e=4Ag+4e=4Ag4OH4OH- - 4e=2H- 4e=2H2 2O+OO+O2 22 : 2 : 4 : 12 : 2 : 4 : 11下列描述不正确的是（下列描述不正确的是（ ） A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面面 出现

24、气泡出现气泡B把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁铁C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶溶 液，气泡放出速度加快液，气泡放出速度加快D与电源负极相连的是电解槽的阴极与电源负极相连的是电解槽的阴极B【课堂练习【课堂练习2】2用石墨作电极，电解用石墨作电极，电解 1mol/L 下列物质的溶液，下列物质的溶液， 溶液的溶液的pH值保持不变的是（值保持不变的是（ ）AHCl BNaOH CNa2SO4 DNaClC3下列关于铜电极的叙述，正确的是（下列关于铜电极的叙述，正确的是（ ）A铜锌原电池中铜是负极铜锌原电池中铜