第四章第三节 电解池(第2课时)

1、选修四第三章选修四第三章第三节第三节 电解池电解池（第二课时）（第二课时）一、电解：一、电解： 电流通过电解质溶液（或熔融电解质）电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起而在阴、阳两极引起氧化还原氧化还原反应的反应的过程。过程。理解：理解：电解质溶液导电的过程就是电解质溶液导电的过程就是 过程过程。电解电解电解是电解是非非自发地将自发地将 能转化为能转化为 能。能。电电化学化学1、电解池（槽）：、电解池（槽）：电能转化为化学能的装置。电能转化为化学能的装置。2、构成电解池的条件：、构成电解池的条件：（1）直流直流电源电源（2）两个电极；两个电极；（3）电解质溶液或熔融的电解质；）电

2、解质溶液或熔融的电解质；（4）闭合回路。）闭合回路。（复习回顾）（复习回顾）发生氧化反应发生氧化反应阴离子移向阴离子移向阳极阳极(电源正极电源正极)3. 电源、电极、电极反应关系电源、电极、电极反应关系阴极阴极(电源负极电源负极)发生还原反应发生还原反应阳离子移向阳离子移向离子放电：离子放电：阴离子失电子、阳离子得电子的过阴离子失电子、阳离子得电子的过程。程。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-OH-得电子能力：得电子能力：Cu2+H+放电能力放电次序 一、电解原理一、电解原理影响离子放电的因素：影响

3、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能力能力4 4、离子放电顺序：、离子放电顺序：1 1、阳离子放电（得电子）顺序、阳离子放电（得电子）顺序：AgAg+ + Hg Hg2+ 2+ FeFe3+3+ Cu Cu2+ 2+ H H+ +（酸）（酸） Pb Pb2+ 2+ SnSn2+ 2+ FeFe2+2+ ZnZn2+ 2+ H+（水）（水） AlAl3+ 3+ Mg Mg2+ 2+ Na Na+ + Ca Ca2+ 2+ K K+ +2 2、阴离子放电（失电子）顺序：阴离子放电（失电子）顺序：氧化性氧化性还原性还原性金属金属 S S22 I I Br Br

4、Cl Cl OH OH ( (水水)含氧酸根含氧酸根 (NO(NO3 3、SOSO4 42 2 等等) F) F注意：注意：若若阳阳极是活性电极极是活性电极( (石墨、金、铂之外石墨、金、铂之外）阳极本）阳极本身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电; ;若阳极是惰若阳极是惰性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极材料不发性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极材料不发生任何变化。生任何变化。除Pt、Au 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金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不放氧化成阳离子进人溶液，阴离子在电极上不放电。电

5、。 用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶溶液中阴离子按顺序放电液中阴离子按顺序放电 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反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的阳离子。应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳极反应阳极反应（氧化反应）：与电极材料有关（氧化反应）：与电极材料有关阴极阴极反应（还原反应）：与电极材料无关反应（还原反应）：与电极材料无关总结：总结：（1）惰性电极：（只考虑溶液中离子放电） 阴极：阳离子还原 阳极：阴离子氧化（2）活泼电极：阳极为金属（除Pt、Au) 阴极：阳离子还原 阳极：构成阳极的金属发生氧化反

6、应7.7.电极反应式的书写电极反应式的书写总结：分析电解反应的一般思路：总结：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化、阴极还原阳极氧化、阴极还原分析得出产物分析得出产物判断判断阳极材料阳极材料及阴阳两极附及阴阳两极附近近离子种类离子种类及离子放电顺序及离子放电顺序先电离先电离后电解后电解165.5.电极反应式的书写电极反应式的书写1. 写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总离写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总离子反应式子反应式2. 写出用铜做电极电解写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式硫酸铜溶液的电极反应式阳极阳极4OH-4e-

7、 = 2H2O+O2 阴极阴极2Cu2+4e- = 2Cu总反应式总反应式2Cu2+2H2O=2Cu+4H+O2 电解电解阳极阳极 ( Cu )：阴极阴极 ( Cu )：Cu 2e Cu2+ Cu2+ + 2e Cu 6. 6. 书写电解方程式的注意事项书写电解方程式的注意事项2.2.电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响；要注意电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响；要注意两边的电荷要守恒（电子看作负电荷）两边的电荷要守恒（电子看作负电荷）3.3.标明条件：通电或电解。若电解的标明条件：通电或电解。若电解的H H+ +或或OHOH- -来自于来自于H H2 2O O，在总方程式中要以在总

8、方程式中要以H2O形式存在，不能书写形式存在，不能书写H H+ +或或OHOH- -作为反作为反应物应物4.4.电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的电解反应是一个氧化还原反应，是被外界强迫发生的反应一反应一 般形式为：般形式为：弱氧化剂弱氧化剂+ +弱还原剂弱还原剂 = = 强氧化剂强氧化剂+ +强强还原剂还原剂1.1.首先首先看阳极看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电。三、电解规律三、电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )、电解电解含氧酸

9、、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液溶液时，如电解时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 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浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水例如：例如：电解电解Na2SO4溶液溶液增大增大水水、电解、电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸

10、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 ，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 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 电解电解电解盐酸电解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解减小减小溶质溶质、电解、电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液

11、溶液等。等。阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 2Cu2+ +4e2Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解 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减小减小，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，需加入一定量金属氧化物金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液、电解、电解活泼金属的含氧酸盐溶液活泼金属的含氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。 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减小减小，若要恢，若

12、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HCl。阳极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解电解 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变化变化溶液复原方法溶液复原方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 含氧酸含氧酸H2SO4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

13、阳极：阳极：4OH- 4e- = O2+2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- = 2H2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不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- 4e- = O2+2H2O阴极：阴极：2Cu

14、2+4e- = 2Cu减小减小CuOH？CuO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电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能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电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

15、，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 正极正极导线导线水水增大增大增大增大水水增大增大减小减小水水增大增大不变不变电解质电解质减小减小增大增大电解质电解质减小减小电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质增大增大电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质减小减小练习练习1 1： 用惰性电极分别进行下列溶液电解，写用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：出电极反应和总反应方程式并完成下表：1、用石墨作电极电解、用石墨作电