第三节电解池 第一课时

1、第三节第三节 电解池电解池20102010年年1212月月2727日星期一日星期一六都中学六都中学 G Zn Cu CCCuCl2溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应写出右图原电池的电极反应、电池总反应负极：负极：Zn 2e- = Zn2+正极：正极： Cu2+ 2e- = Cu电池总反应：电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + CuCuCl2溶液溶液问题：问题：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，这还溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？是原电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置原电池是把化学能转变成电能的装置

2、实验现象：实验现象：如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入极连接，浸入UU型管的型管的CuClCuCl2 2溶液中溶液中 ，再接通，再接通12V12V直直流电流电, ,观察现象。约观察现象。约3 35min5min后切断电源。后切断电源。- 与电源正极相连的碳棒有气泡与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味，产生，且有刺激性气味，与电源负极相连的碳棒上有红色与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出的固体析出. . Cl2 2Cu 能使湿润的能使湿润的KIKI淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝. .实验探究实验探究P79 实验4-2想一

3、想：想一想：CuClCuCl2 2溶液在电流的作用下为什么会分解溶液在电流的作用下为什么会分解生成生成CuCu和和ClCl2 2呢？呢？【阅读并思考】【阅读并思考】问题问题1 1：通电前，氯化铜溶液中含有哪些微粒：通电前，氯化铜溶液中含有哪些微粒? ?问题问题2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：通电后在阳极和阴极各会发生什么样：通电后在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？的电极反应？1.离子移动离子移动通电前：通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl H2O H+ + OH- 通电后：通电后：Cu2+移向移向阴极，阴极， Cl移向移向阳

4、极阳极；2.电极反应：电极反应：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电解电解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CuClCuCl2 2电解实验微观解释电解实验微观解释阳极：阳极：阴极：阴极：无规则移动无规则移动定向运动定向运动总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解1.电解：电解：使使电流电流通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴、阳两极阴、阳两极引起引起

5、 氧化还原反应氧化还原反应的过程，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；与电源与电源负极负极相连的电极为相连的电极为阴极阴极与电源与电源正极正极相连的电极为相连的电极为阳极阳极阴、阳电极阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；CC一、电解原理一、电解原理2.电解池：电解池： 电能电能转变为转变为化学能化学能的的装置装置。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 比较原电池与电解池电极命名有何区别？比较原电池与电解池电极命名有何区别？v原电池的正负极由原电池的正负极由电极材料电极材料决定决定v电解池的阴阳极由电解池的

6、阴阳极由电源电源决定决定练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极的阴阳极负负正正阳阳阴阴Cu2+oooooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2ClClooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置电解氯化铜溶液实验装置e-e-4.4.电解池中电子的移动方向电解池中电子的移动方向 负极负极阴极阴极阳离子阳离子正极正极阳极阳极阴离子阴离子氧化反应氧化反应还原反应还原反应阳氧阴还阳氧阴还小结：电解的工作原理小结：电解的工作原理电解质的导电过程就是电解质溶液的电解过程电解质的导电过程就是电解质溶液的电解过程5 5、

7、电解本质：、电解本质：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电子电子电流电流6 6、离子放电顺序：、离子放电顺序：物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电 在在CuCl2溶液中，为什么只有溶液中，为什么只有Cu2+和和Cl-参参加电极反应（放电），而加电极反应（放电），而H+和和OH-没有参加没有参加电极反应呢？参加反应的离子可能跟离子本电极反应呢？参加反应的离子可能跟离子本身的哪些性质有关呢？身的哪些性质有关呢？思考：思考：

8、阴极阴极： 电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子 越强，放电越容易。越强，放电越容易。常见阳离子在阴极的放电顺序：常见阳离子在阴极的放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极： 电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子 越强，放电越容易。越强，放电越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极( (石墨、铂石墨、铂) )时时, ,常见阴离子常见阴离子放电顺序：放电顺序： 阳离子得阳离子得还原还原氧化性氧化性阴离子失阴离子失氧化氧化还原性还原性（与金属活动性顺序相反）（与金属活动性顺序相反）（无氧酸根（无氧酸根 氢氧根氢氧根 含氧酸根）含氧酸根）金属金属

9、 S2- I- Br- Cl OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 除Pt、Au6 6、离子放电顺序：、离子放电顺序：（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7.7.电极反应式的书写电极反应式的书写石墨石墨 石墨石墨阳极阳极阴极阴极2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 HClCuCuFeCuCuSO4溶液溶液稀硫酸溶液稀硫酸溶液阳极阳极阴极阴极Cu - 2e- = Cu2 + Cu2+ + 2e- = CuCu - 2e- = Cu2 + 2H+ + 2e- = H2 （2

10、）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：金属氧化7.7.电极反应式的书写电极反应式的书写（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，

11、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）练习：练习： 书写用书写用惰性电极惰性电极电解下列溶液的电极反应式电解下列溶液的电极反应式及总方程式，并找一找有何规律？及总方程式，并找一找有何规律？ 氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 硫酸硫酸 硫酸钠溶液硫酸钠溶液 盐酸盐酸 氯化铜溶液氯化铜溶液 氯化钠溶液氯化钠溶液 硫酸铜溶液硫酸铜溶液石墨石墨 石墨石墨两极为惰性电极两极为惰性电极(如如C) NaOH溶液溶液H2SO4溶液溶液 Na2SO4溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳极阳极阴极阴极总电极反应式总电极反应式4OH- - 4e- = O2 +2H2O4H+ + 4e- = 2H22H

12、2O= 2H2 + O2电解电解二、电解规律二、电解规律( (用用惰性电极惰性电极电解时电解时) )1.1.电解电解时，如电解时，如电解H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3、NaOHNaOH、NaNa2 2SOSO4 4等等溶液时其电极反应式为：溶液时其电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4OH4e4e2H2H2 2O +OO +O2 2阴极：阴极： 4H4H+ + +4e +4e2H2H2 2 总反应：总反应：2H2H2 2O O O O2 2 +2H +2H2 2 电解电解 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的原来的

13、浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：实质：电解水电解水增大增大水水盐酸盐酸阳极阳极阴极阴极总电极反应总电极反应2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 2HCl = H2+Cl2电解电解CC CuCl2溶液溶液 CC 2Cl- - 2e- = Cl2 Cu2+ + 2e- = CuCuCl2 = Cu+Cl2电解电解两极为惰性电极两极为惰性电极(如如C)2.电解电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸氢氟酸除外除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸、，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，

14、若要恢复，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一通入一定量的定量的HCl气体气体)阳极：阳极： 2Cl 2Cl 2e2eClCl2 2阴极：阴极： 2H2H+ + +2e +2e H H2 2 总反应：总反应：2HCl2HCl ClCl2 2 + H + H2 2 电解电解例如：电解盐酸例如：电解盐酸实质：实质：电解质本身被电解电解质本身被电解减小减小溶质溶质电解后溶液的电解后溶液的pH .增大增大 (1) (1) NaClNaCl溶液溶液(2) CuSO(2) CuSO4 4溶液溶液: : 阳极：阳极：4OH4OH- -4e-4e- -2H2H2

15、2O+OO+O2 2 阴极：阴极：2Cu2Cu2+ 2+ +4e+4e- -2Cu2Cu 电解电解总反应式：总反应式：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O OCu +OCu +O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4阳极：阳极：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2阴极：阴极：2H2H+ +2e+2e- -= H= H2 2总反应方程式：总反应方程式：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O=ClO=Cl2 2+H+H2 2+2NaOH+2NaOH 电解电解 NaCl NaCl溶液溶液 CuSO CuSO4 4溶液溶液两极为惰性电极两极为惰性电极(如如C)阴极区阴极区阳

16、极区阳极区 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数 ，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的复原来的组成和浓度，需通入一定量的 。阳极阳极 (C)(C)： 2Cl2Cl 2e2eClCl2 2阴极阴极 (C)(C)： 2H2H+ + +2e +2e H H2 2 总反应：总反应： 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O O 2NaOH+ Cl2NaOH+ Cl2 2 + H + H2 2 电解电解3.电解电解不活泼金属的含氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸活泼金属的无氧酸盐溶液盐溶液，如电解，如电解CuSO4溶液、溶液、NaCl溶液等。溶液等。例如：电

17、解例如：电解NaClNaCl溶液溶液减小减小HClHCl电解后溶液的电解后溶液的pH .增大增大实质：实质：电解质和水都参与电解电解质和水都参与电解3.电解电解不活泼金属的含氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧活泼金属的无氧酸盐溶液酸盐溶液，如电解，如电解CuSO4溶液、溶液、NaCl溶液等。溶液等。阳极阳极 ： 4OH4OH4e4e2H2H2 2O +OO +O2 2阴极：阴极： 2Cu2Cu2+2+ +4e +4e2Cu2Cu总反应：总反应： 2CuSO2CuSO4 4 +2H +2H2 2O O 2Cu+O2Cu+O2 2 +2H +2H2 2SOSO4 4 电解电解 电解后原溶

18、液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数 ，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量复原来的组成和浓度，需加入一定量 。例如：电解例如：电解CuSOCuSO4 4溶液溶液实质：实质：电解质和水都参与电解电解质和水都参与电解减小减小金属氧化物金属氧化物 （CuOCuO）电解后溶液的电解后溶液的pH .减小减小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

19、极反应式及总方程式电解电解练习：从练习：从H H+ +，CuCu2+2+，NaNa+ + ，SOSO4 42-2-，OHOH- -，ClCl- -六种离六种离子中恰当地组成电解质，并将其溶于水后按下列子中恰当地组成电解质，并将其溶于水后按下列要求进行电解。要求进行电解。（1 1）以碳棒为电极，使电解质质量减小，水量不）以碳棒为电极，使电解质质量减小，水量不变，应采用的电解质变，应采用的电解质 。（2 2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减小，应采用的电解质小，应采用的电解质 。（3 3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水）以碳棒为阳极，铁棒为阴极

20、，使电解质和水量均减小，应采用的电解质量均减小，应采用的电解质 。HCl CuCl2NaOH H2SO4 Na2SO4 NaCl CuSO4两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将将电能电能 转变成转变成化学能化学能的装置的装置将将化学能化学能 转变成转变成电能电能的装置的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应不自发的氧化还原反应不自发的氧化还原反应,要在外加电场作用下才可发生要在外加电场作用下才可发生电

21、源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名

22、称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极 正极正极导线导线2022-3-132022-3-13六都中学六都中学金属的腐蚀现象非常普遍：金属的腐蚀现象非常普遍：1 1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？金属腐蚀的不利后果有哪些？P84P84FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O OCuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 32 2、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：请比较下列请比较下列Fe腐蚀的快慢？腐蚀的快慢？铁与酸反应，铁被铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀。铁与碳形成原电池铁与碳形成原电池铁作负极被腐

23、蚀铁作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。 腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。1.1.金属与周围接触到的气体或金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象M - neM - ne- - = M = Mn+n+（1 1）化学腐蚀）化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做引起的腐蚀叫做化学腐蚀化学腐蚀。（2 2）电化学腐蚀）电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化

24、的腐蚀叫做的腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍但电化学腐蚀更普遍较活泼的金属被氧化较活泼的金属被氧化金属被氧化金属被氧化有微弱的电流产生有微弱的电流产生不产生电流不产生电流不纯金属或合金跟电不纯金属或合金跟电解质溶液接触解质溶液接触金属跟接触的物金属跟接触的物质反应质反应钢铁在干燥的空气里长时间钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀不易被腐蚀, ,但在潮湿的空气里但在潮湿的空气里却很快被腐蚀却很快被腐蚀, ,这是什么原因呢这是什么原因呢? ? 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁钢铁表面吸附了一层薄薄的水表面吸附了一层薄薄

25、的水膜。水中溶有膜。水中溶有O O2 2、COCO2 2、SOSO2 2等气体，这样在等气体，这样在钢铁表面钢铁表面形成了一层电解质溶液的形成了一层电解质溶液的薄膜薄膜, ,它跟钢铁里的铁和少它跟钢铁里的铁和少量的量的碳构成无数微小的原碳构成无数微小的原电池电池。钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理：负极（负极（Fe）： Fe2e = Fe2+正极（正极（C）：）： 2H+2e = H2（析氢腐蚀）（析氢腐蚀）或或2H2O+O2+4e = 4OH（吸氧腐蚀）（吸氧腐蚀）

26、Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性或酸性很弱中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+2H+2e-=H2 O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时时)若若pH ( 2 ) ( 1 ) ( 3 ) ( 4 )2、在经常受酸雨危害的地区，金属制、在经常受酸雨危害的地区，金属制品易受腐蚀。其中铁制品主要发生品易受腐蚀。其中铁制品主要发生_ 腐蚀，负极反应式为腐蚀，负极反应式为_；铜制品发；铜制品发生生_腐蚀，正