电解池（课堂PPT）

1、1 12 2一、电解原理一、电解原理3 3直流电源直流电源电极电极电解质电解质电极反应电极反应阴极阴极:阳极阳极:总反应总反应:Cu2+ClCu2+ + 2e Cu2Cl2e Cl2 Cu2+ + 2Cl电解电解CuCl2（还原还原反应）反应）（氧化氧化反应）反应）电解电解被还原被还原得得e失失e被氧化被氧化（放出（放出Cl2） （析出（析出Cu）CuCl2 Cu2+2ClII阴极阴极阳极阳极ee正极正极负极负极电电 源源Cu +Cl2Cu +Cl2（氧化还原氧化还原反应）反应）4 4明明 确确5 5形成闭合回路形成闭合回路6 6(3)(3)、电解池中电子及离子移动方向：、电解池中电子及离子移

2、动方向：电子由电源负极流向阴极，由阳电子由电源负极流向阴极，由阳极流回电源正极极流回电源正极溶液中：阳离子移向阴极，阴离子溶液中：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极移向阳极7 7(5)(5)、阴阳两极得失电子规律、阴阳两极得失电子规律 ）溶液中阴离子的放电顺序（失电子能力）是：溶液中阴离子的放电顺序（失电子能力）是：8阳离子在阴极上放电顺序（得电子能力）是：阳离子在阴极上放电顺序（得电子能力）是：9 9想一想：想一想：若若以以铜为阳极铜为阳极, ,铁为阴极铁为阴极, ,电解电解氯化铜溶液，情况又如何？氯化铜溶液，情况又如何？(6)电极反应及总反应的书写电极反应及总反应的书写原则：得失电子守恒，两极

3、反应相加即得总反应。原则：得失电子守恒，两极反应相加即得总反应。书写电极反应时，用实际参加反应的离子表示（弱书写电极反应时，用实际参加反应的离子表示（弱电解质也可用化学式表示）。电解质也可用化学式表示）。书写总反应时，注明书写总反应时，注明“电解电解”或或“通电通电”条件，且弱电解质必须写成化条件，且弱电解质必须写成化学式学式。方法：先看电极材料，主要是阳极，再分析得方法：先看电极材料，主要是阳极，再分析得失电子的物质或离子同时注意溶液中的离子是失电子的物质或离子同时注意溶液中的离子是否参加反应。否参加反应。10阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阴极阴极：Cu 2+ 2

4、e -= Cu2CuSO4+2H2O = 2H2 SO4+O2 +2Cu 通电通电总反应：总反应：2Cu2+2H2O = 4H+O2 +2Cu 通电通电1111(7)用惰性电极电解电解质溶液的规律用惰性电极电解电解质溶液的规律电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。如含氧酸盐。如H2SO4、NaOH、Na2SO4等等阳极：阳极：4OH-4e-=O2 +2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- = 2H2总反应：总反应：2H2O = 2H2 +O2 通电通电电解质溶液复原所加物质：电解质溶液复原所加物质：H2OpH变化：原来呈酸性的变化：原来呈酸性的pH减小，

5、原来呈碱减小，原来呈碱性的性的pH增大，原来呈中性的增大，原来呈中性的pH不变不变12分解电解质型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐分解电解质型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐（其中氟化物除外）。如（其中氟化物除外）。如HCl、HBr、CuCl2等等电解质溶液复原所加物质：原溶质电解质溶液复原所加物质：原溶质pH变化：若为酸则变化：若为酸则pH增大但不超过增大但不超过7，若为盐则不定，若为盐则不定（与酸有关），如（与酸有关），如CuCl2忽略忽略Cl2的溶解则的溶解则pH增大增大13放放H2生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外），如物除外），如NaCl、KBr、Mg

6、Cl2等等阳极：阳极：2Cl- - 2e- =Cl2阴极：阴极：2H+2e- =H22NaCl+2H2O = = = 2NaOH + H2 +Cl2 通电通电2Cl-+2H2O = 2OH- + H2 +Cl2 通电通电电解质溶液复原所加物质：一般为电解质溶液复原所加物质：一般为HXpH变化：明显增大变化：明显增大14放放O2生酸型：不活泼金属的含氧酸盐，生酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如如CuSO4、AgNO3等等阳极：阳极：4OH- - 4e- =O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- = 2Cu2CuSO4+2H2O = 2H2 SO4+O2 +2Cu 通电通电2Cu2+2H2O =

7、4H+O2 +2Cu 通电通电电解质溶液复原所加物质：相应金属氧化物电解质溶液复原所加物质：相应金属氧化物pH变化：明显减小变化：明显减小小结：小结：电解质溶液复原所加物质为：从阴阳两极析电解质溶液复原所加物质为：从阴阳两极析出的物质的化合物，即离开体系的物质的化合物。出的物质的化合物，即离开体系的物质的化合物。1515（ A ）（B）（C）（D）Hg(NO3)2AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.判断判断A、B、C、D属于原电池的是属于原电池的是，属于电解，属于电解池的是池的是；并写出下列装置的电极反应式。；并写出下列装置的电极反应式。巩固练习巩固练习16162

8、.2.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，对该装置的有关，对该装置的有关叙述正确的是叙述正确的是 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两极外，其余电两极外，其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变 B 17173.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间

9、以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在和两极，电极产物电极产物的物质的量之比为的物质的量之比为12的是的是 甲 乙v A B C Dv甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4v乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 甲甲乙乙D18184.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下极附近溶液呈红色。下列说法正确的是列说法正确的是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溶液的溶液的pH值不变值不变a X Y bP

10、tCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 1919二、电解原理的应用二、电解原理的应用1.电解食盐水电解食盐水阳极：湿润的淀粉阳极：湿润的淀粉KI试纸试纸阴极：酚酞试液阴极：酚酞试液2020v现象：现象：v阳极：有气泡产生，使湿阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉润的淀粉KI试纸试纸变蓝变蓝v阴极：有气泡产生，滴加阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液酚酞溶液变红变红实验装置实验装置阳极：阳极：2Cl-2e- =Cl2阴极：阴极：2H+2e- =H2总式：总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2通电通电电解饱和电解饱和食盐食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。水可以制造烧碱、氯气和氢气

11、。阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物2121（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：碳钢网网 阳极：钛阳极：钛网网 阳离子交换膜：只允许阳离子交换膜：只允许阳离子阳离子通过通过,Cl-、OH-和气体不能通过，把电解槽隔成阴极和气体不能通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。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而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应、避免氯气和氢氧化钠反应 ，而影响氢氧，而影响氢氧化钠的产量。化钠的产量。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2222+C

12、l2Cl2ClH2Na+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阴极室中加入阴极室中加入NaOH是为了增强导电性是为了增强导电性2323粗盐的成份：粗盐的成份： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水)SO(BaCl242除过量)

13、(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔)Fe.Mg(NaOH32除过量24242.2.铜的电解精炼铜的电解精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜粗铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等

14、等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：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阳极泥阳极泥问：电解完后，问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液阳极泥阳极泥: 不活泼金属以单不活泼金属以单质的形式沉积在电解槽底质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥形成阳极泥,阳极泥中可以阳极泥中可以提取贵金属提取贵金属25253. 3. 电镀电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一

15、薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。铜、铬、镍等。电镀：电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程上一薄层其他

16、金属或合金的过程，铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极： 阳极阳极镀层金属镀层金属 或惰性电极或惰性电极 阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。26264、电冶金、电冶金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 27272828阳极：阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：阴极：4Al3+ + 12e- =4Al冶炼铝冶炼铝通电通电总式：

17、总式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理:助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）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氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?2929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3030思考交流思考交流试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同(提示提示:比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物）比

18、较电解质、电解装置、电极反应、电解产物）小结小结与电源正极相连与电源正极相连阳极阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系、电源、电极、电极反应关系2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金3131电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其它金属的装置。它金属的装置。两电极接直流电源两电极接直流电源

19、电极插人电解质溶液电极插人电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金属的离子属的离子阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：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：还原反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯

20、金属的离子金属的离子阳极：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32321下列说法或实验现象的描述不正确的是（下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）。）。A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快出速度加快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

21、电解槽的阴极2100mL浓度为浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ）。）。A加入适量的加入适量的6mol/L的盐酸的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液加入数滴氯化铜溶液C加入适量蒸馏水加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液加入适量的氯化钠溶液 3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，溶液的下列物质的溶液，溶液的PH值保值保持不变的是（持不变的是（ ）。）。AHCl BNaOH CNa2SO4 DNaCl4下列关于铜电极的叙述，正确的是

22、（下列关于铜电极的叙述，正确的是（ ）。）。A铜锌原电池中铜是正极铜锌原电池中铜是正极 B用电解法精炼粗铜时，铜作阳极用电解法精炼粗铜时，铜作阳极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D电解稀硫酸制电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极时，铜作阳极 33331. a 、b哪一极为正极？哪一极为正极？2. 若要给铁叉镀锌，若要给铁叉镀锌， 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-3434金属性强弱的判断金属性强弱的判断 已知已知M+N2+=M2+N Pt极电解相同浓度极电解相同浓度P和和M的硫酸盐，阴极先析出的硫酸盐，阴极先析出M

23、N与与E有导线相连放有导线相连放入入E的硫酸盐溶液的硫酸盐溶液,电极反应：电极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为，则四种金属活泼性由强到弱为 答案：答案：PMNE3535工业上采用工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解时电解时,应以应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会将会 , 2.阳极反应式为阳极反应式为 , 3.总电解反应式为总电解反应式为 . 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:Fe 增大增大 MnO42_e e- - =MnO43636 电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法例一例一 ： 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的物质的量质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e-