电化学-电解池新课

1、电解池共四十二页阳极(yngj)：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2)阴极(ynj)：碳棒上有一层红色的铜析出现象？共四十二页1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。2、电解池：把电能(dinnng)转化为化学能的装置。3、电解池的构成(guchng)条件：（1）外接直流电源（2）两个电极（可以相同，也可以不同）惰性电极（石墨，Au，Pt），活性电极(除石墨，Au，Pt)（3）电解质溶液或熔融的电解质（4）形成闭合回路一、电解池共四十二页1、分析(fnx)下图，哪个是原电池，哪个是电解池。原电池：电解池：一、电解池关键(gunj

2、in)共四十二页2 Cl- - 2e- = Cl2 (氧化(ynghu)反应)Cu2+ + 2e- = Cu (还原(hun yun)反应)总反应：CuCl2 Cu +Cl2电解阴极吸引阳离子，阳离子得电子e-e-阳极吸引阴离子，阴离子失电子氧化性强的先得电子还原性强的先失电子阴极阳极+-二、电解原理共四十二页二、电解(dinji)原理1、阴极：得到电子，化合价降低(jingd)，发生还原反应，被还原 阳极：失去电子，化合价升高，发生氧化反应，被氧化2、电解池中电荷移动方向（1）外电路电子移动方向：外接电源负极阴极； 阳极外接电源正极电流方向：外接电源正极负极（2）内电路：阴离子阳极 阳离子阴

3、极共四十二页3、阴、阳极的判断（1）根据外接电源 阴极：与直流电源负极相连，得电子，所含元素化合价降低，发生还原反应(fnyng) 阳极：与直流电源正极相连，失电子，所含元素化合价升高，发生氧化反应（2）根据离子定向移动 阴离子阳极 阳离子阴极（3）根据电极现象 质量减少的电极一定为阳极 质量增加的电极一定为阴极特别(tbi)提醒：电解池的阴阳极取决于外接电源的正负极，与电极材料的金属活动性无关。二、电解原理共四十二页 活性电极：金属(除Pt、Au、石墨(shm)等)在阳极失去电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 惰性电极(Pt、Au、石墨等) ：由溶液中的阴离子放电，溶液中

4、阴离子的放电顺序（由易到难）：S 2-SO32-I -Br -Cl -OH (包括(boku)碱和水电离电离出的OH ）NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-Ag+ Hg2+ Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（H2O）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ （只有熔融状态才能放电） 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序会发生变化 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，阳离子在阴极上放电顺序（由易到难）：（1）阳极：吸引阴离子（2）阴极:吸引阳离子二、电解原理4、放电顺序共四十二页小结：分析电解(dinji)反应的一般思路判断(pndun)

5、阳极材料根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物判断阴阳两极附近离子种类判断阴、阳两极离子的放电顺序先电离后电解1.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。2.标明条件：通电或电解。若电解的H+或OH-来自于H2O，在总方程式中要以H2O形式存在，不能书写H+或OH-作为反应物共四十二页1. 写出用石墨电极电解硫酸铜溶液(rngy)的电极反应式及总离子反应式2. 写出用铜作电极(dinj)电解硫酸铜溶液的电极(dinj)反应式阳极4OH-4e- = 2H2O+O2阴极2Cu2+4e- = 2Cu总反应式2Cu2+2H2O=2Cu+4H+O2 电解阳极 ( Cu

6、)：阴极 ( Cu )：Cu 2e Cu2+ Cu2+ + 2e Cu 例题共四十二页2、以石墨为电极(dinj)，电解下列物质的水溶液，写出有关电极(dinj)反应式和电解总反应式（1） H2SO4 NaOH Na2SO4 （2）HCl CuCl2 （3） NaCl （4） CuSO4 练习1. 写出用铜作电极电解硫酸溶液(rngy)的电极反应式和总反应方程式阳极Cu - 2e- = Cu2+阴极2H+ + 2e- = H2总反应式Cu + 2H+ = Cu2+ + H2电解注：当离子浓度相差较大时，放电顺序会发生变化共四十二页类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法NaOH三、电解(din

7、ji)质溶液电解(dinji)规律类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法H2SO4阳极(yngj): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 阴极 :4H + 4e- = 2H2 2H2O = 2H2 +O2 通电变大变小加H2O阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 阴极 :4H + 4e- = 2H2 变大变大 加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电（1）含氧酸（1）强碱1、惰性电极的电解共四十二页类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法Na2SO4三、电解(dinji)质溶液电解(dinji)规律阳极(yngj): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 阴极:4H + 4e-

8、= 2H2 变大不变 加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电消耗H+或生成OH-的电极一定为阴极消耗OH-或生成H+的电极一定为阳极 （1）活泼金属含氧酸盐共四十二页类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法CuCl2类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法HCl三、电解(dinji)质溶液电解(dinji)规律阳极(yngj): Cl- 2e- = Cl2 阴极:2H + 2e- = H2 变小变大 通入适量HCl2HCl = H2 +Cl2 通电 CuCl2 = Cu + Cl2 阳极 : 2Cl-2 e- =Cl2 阴极：Cu2+ 2e-=2Cu变小加适量CuCl2晶体电解（2）无氧酸

9、（2）不活泼金属的无氧酸盐共四十二页类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法CuSO4类型实例电极反应浓度变化pH变化复原方法NaCl三、电解质溶液(rngy)电解规律阳极(yngj): 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极:2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O =2NaOH+H2 +Cl2 减小增大通入适量HCl 2CuSO4+2H2O =2Cu +O2+2H2SO4阴极: 2Cu2+ 4e-=2Cu减小加适量CuO/CuCO3固体阳极 :4OH- 4e- = 2H2O+O2 减小电解电解（3）活泼金属的无氧酸盐（4）不活泼金属的含氧酸盐共四十二页三、电解(dinji)质溶液电解

10、(dinji)规律全品二轮(r ln)复习电解CuSO4溶液，加入碱式碳酸铜复原共四十二页2、非惰性电极的电解(dinji)（1）、用铜做电极电解(dinji)电解(dinji)AgNO3溶液，写出电极反应方程式及总反应方程式。三、电解质溶液电解规律2、用铜做电极电解电解稀H2SO4溶液，写出电极反应方程式及总反应方程式。阳极: Cu- 2e- = Cu2+阴极:2Ag+ + 2e- = 2Ag阳极: Cu- 2e- = Cu2+阴极:2H+ + 2e- = H2总反应:Cu + 2Ag+ = Cu2+ +2Ag电解总反应:Cu + 2H+ = Cu2+ + H2电解共四十二页2、非惰性电极的

11、电解(dinji)三、电解质溶液(rngy)电解规律（3）、用铜做电极电解电解 Na2SO4溶液，写出电极反应方程式及总反应方程式。拓展、对比用惰性电极电解Na2SO4溶液的不同阳极: Cu- 2e- = Cu2+阴极:2H + 2e- = 2H2 总反应:Cu + 2H2O = Cu（OH）2 + H2电解阳极: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 阴极:4H + 4e- = 2H2 2H2O = 2H2 +O2 通电共四十二页 1、用惰性电极实现电解, 下列说法正确的是（ ） A. 电解稀硫酸溶液, 实质上是电解水, 故溶液pH不变 B. 电解稀氢氧化钠溶液, 要消耗(xioho)OH，

12、故溶液pH减小 C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1D 2、用石墨(shm)作电极电解CuSO4和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极分别析出的物质是（ ） A. H2，Cl2 B. Cu，Cl2 C. H2，O2 D. Cu，O2B练习共四十二页 3、下图为电解水的实验装置示意图, 闭合开关S后，观察到电压表的示数为6.0V，毫安表的示数为100 mA。 (1) 现只有(zhyu)一根石墨电极和一根铁电极，该实验中, A极应选择_做电极，B极的电极反应式为:铁4OH4e=2H2OO2 (2)

13、 为了加快电解(dinji)水的速率，有很多方法，其中可在水中加入某些电解质, 如_(填编号) A. Na2SO4 B. HCl C. CuSO4 D. NaClA练习共四十二页4、用质量均为100g的铜做电极，电解AgNO3 溶液，一段时间后，两电极质量相差(xin ch)28g,此时两电极质量分别为（ ）阳极93.6g ；阴极121.6g阳极100g ； 阴极128g阳极91.0g；阴极119.0g阳极86.0g；阴极114.0gA三、电解质溶液(rngy)电解规律练习共四十二页1、根据得失电子守恒法：其依据是电路中转移的电子数相等，两极得失电子数相等。借助(jizh)得失电子守恒关系建立

14、已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。2、根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式的计量关系列比例式计算。常见微粒间的计量关系式为：4e-4H+4OH-4Cl-4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。四、关于电解(dinji)的基本计算方法共四十二页四、关于(guny)电解的基本计算方法1、单一(dny)溶液的电解 （2）、用两个惰性电极插入500mL CuSO4溶液中，通电电解。当电极上析出固体质量6.4g,（设阴极没有氢气逸出，且电解液体积变化可以忽略）生成氧气体积为多少升？（标况下）生成硫酸物质的量浓度为多少？ （1）用石墨电极电解

15、2L饱和NaCl溶液，当电源供给0.2mol电子时，所得溶液中NaOH的浓度为_。0.1mol/L1.12L 2CuSO4+2H2O =2Cu +O2+2H2SO4电解0.2mol/L共四十二页（1）、在100mL H2SO4和CuSO4的混合液中用石墨做电极(dinj)电解，两极均收集到2.24L气体（标况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A. 1moL/L B. 2moL/L C. 3moL/L D. 4moL/L阴极(ynj) Cu2+ 2e = Cu 2H+ 2e = H2 0.1mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol阳极 4OH 4e =2H2O+O2 0.4

16、mol 0.1mol 拓展若全为CuSO4溶液呢？四、关于电解的基本计算方法2、混合溶液的电解 A共四十二页拓展(tu zhn)、用石墨做电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢复电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，则电解过程中共转移的电子的物质的量为（ ） A. 0.4mol B.0.5mol C.0.6mol D.0.8mol四、关于(guny)电解的基本计算方法2、混合溶液的电解 C共四十二页（2）将0.2moL AgNO3 、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做电

17、极(dinj)电解一段时间后，在一极析出0.3moLCu，此时在另一极收集到气体体积为（标况）（ ） A. 4.48L B. 5.6L C. 6.72L D. 7.84LB四、关于(guny)电解的基本计算方法共四十二页四、关于(guny)电解的基本计算方法（3）、某混合溶液中只含有(hn yu)两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl):n(H2SO4)=3：1。若以石墨电极电解该溶液，下列推断不正确的是（ ） A. 阴极产物为H2 B. 阳极先析出Cl2，后析出O2 C. 电解液的pH不断增大，最终大于7 D. 整个电解的过程实质是电解水阴极： 2H+ + 2e = H2 2mol阳极

18、 : 2Cl 2e = Cl2 2mol 2H+ + 2e = H2 1mol2Cl 2e = Cl2 1mol4H+ + 4e = 2H2 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 D共四十二页XXCuCu（1）、把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了0.192g,金属(jnsh)X阴极质量增加了0.195g,已知X的相对原子质量为 65，求X离子所带电荷数？X的硫酸盐CuSO4为X2+四、关于(guny)电解的基本计算方法3、串联电路的电解共四十二页（2）、如右图装置，用惰性电极电解(dinji)，通直流电一段时间后在a、b、c、d四个电极上析出物质的物质的

19、量之比为（ ） A2241 B1422 C2231 D4122abcdCuCl2溶液AgNO3溶液A四、关于电解(dinji)的基本计算方法CuCl2O2Ag共四十二页（3）如图装置，用惰性电极电解,一段时间后，若甲杯的阴极析出气体的体积在标准状况下为0.448L时，则乙杯的阴极产物是_ _，质量(zhling)是_g；丙杯的阳极产物是_，其物质的量是_ _mol。Ag4.32O20.01KClAgNO3K2SO4ef甲乙丙常用(chn yn)关系式：4e- 4H+ 2Br2 2Cl2 O2 4e- 2H2 2Cu 4Ag 4OH-四、关于电解的基本计算方法H2Cl2O2AgO2H2共四十二页

20、四、关于(guny)电解的基本计算方法（1）、单池判断(pndun)：有外加电源一定为电解池，无外加电源一般为原电池；4、池型的判断X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。-+阴极阳极阳极阴极共四十二页（1）.用如图所示的装置进行电解(dinji)。A中盛有AgNO3溶液，B中盛有饱和Na2SO4溶液，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。 电源的F端为_极。 A中发生反应的化学方程式为_ 在B中观察(gunch)到的现象是 a._、 b._、 c._。正4AgNO32H2O = AgO24HNO3电解石墨极有气泡产生Cu极周

21、围变蓝色溶液中有蓝色沉淀生成阳极阴极-+阴极阳极阴极阳极AgNO3饱和Na2SO4四、关于电解的基本计算方法共四十二页四、关于(guny)电解的基本计算方法（2）、多池组合判断： 含有活泼性不同(b tn)电极的池为原电池，含相同电极的池为电解池。4、池型的判断（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuFePtPt CFeCu原电池电解池e-e-e-e-e-e- 一般含最活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别最大的是原电池，其余为电解池。共四十二页四、关于(guny)电解的基本计算方法（1）. 铅蓄电池

22、工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O ， 研读下图，下列判断(pndun)不正确的是（ ）A.K闭合时，d电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H+SO42-B.当电路中转移0.2mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2molC.K闭合时，中SO42-向c极移动D.K闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极当用该电池电解CuSO4溶液时（均用惰性电极），阴极上析出铜32 g 时，蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为mol.C1共四十二页（2）如图装置左边烧杯为 _ 装置，右边烧杯为_装置。装置中会出现什么现象？完成电极反应式和总反应式。

23、当Zn减轻0.65g时，左边烧杯的碳棒增重(zn zhn)_ g，右边烧杯的左边碳棒为_极，产生的气体为_ mol；右边烧杯的右边碳棒为_极，在标况下产生的气体为_ mL。四、关于电解的基本(jbn)方法原电池电解池0.64阳0.01阴224共四十二页五、电解原理(yunl)的应用1.氯碱工业-电解饱和食盐水 2.电镀(dind)池3.冶炼金属4.保护金属共四十二页五、电解原理(yunl)的应用1、氯碱工业(gngy)电解饱和食盐水阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2 阴极: 2H + + 2e- = H2 2NaCl+2H2O =2NaOH+H2 +Cl2电解（1）生产设备名称：离子交

24、换膜电解槽 电极：阳极：钛；阴极：碳钢（均为惰性电极） 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)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用 防止氢气和氯气混合； 避免氯气和氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。共四十二页阳极：镀层金属阴极(ynj)：待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质阳极：镀层金属（纯铜板）阴极：待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质（硫酸铜溶液(rngy)） 电镀液浓度基本不变五、电解原理的应用2、电镀（电镀池）（1）、电镀铜待镀制品铜片CuSO4溶液共四十二页（2）、精炼(jnglin)铜纯铜粗铜含杂质(zzh)(Zn Fe Ni Ag Au 等)阳极： Zn - 2e- = Zn2+Fe - 2e- = Fe2+Ni - 2e- = Ni2+Cu - 2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au阴极: Cu2+ + 2e- = Cu阳极泥思考：电解完后，阳极减少的质量 和 阴极增加的质量哪个大?CuSO4