电解池教法解析课件

1、培训师：电解池教法解析目录 CONTENTS01电解本质02电极反应式书写03研究电解池的方法04电解池的应用01电解本质电解本质电极反应：阳氧化、阴还原离子流向：异性相吸。（阳离子向 阴极移动, 阴离子向 阳极移动）电子流向：电子从负极流向阴极，经溶液离子导电，再从阳极流回正极阳极（和原电池正极相连）：发生氧化反应阴极（和原电池负极相连）：发生还原反应 （注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）02电极反应式书写电极反应式书写1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（

2、注意得失电子守恒）3.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）03研究电解池的方法研究电解池的方法惰性电极(铂、金、石墨)：溶质溶剂溶质+溶剂活性电极（除铂、金外的金属） 活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。S 2-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F- 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：阳极阴极Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时

3、按H+,不同时按（H+） 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是：阴极阳极氯气铜实例电极反应 浓度PH值复原CuCl2阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小CuCl2CuCl2溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解溶质型阳极阴极氧气氢气实例电极反应 浓度PH值复原Na2SO4实例电极反应 浓度PH值复原Na2SO4阳极: 4OH- 2H2O+O2 4e-阴极: 4H + 4e- 2H2 变大不变 加H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2 + O2 电解溶剂型阳极阴极氯气氢气实例电极反应 浓度PH值复原NaCl

4、阳极: 2Cl- 2e- Cl 2阴极: 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小增大 加HClNaCl溶液溶质+溶剂型溶质+溶剂型实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 阴极：Cu2+ 2e- Cu减小减小 加CuOCuSO4溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F- 与区：溶质型 如CuCl2 、HCl与区：溶质+溶剂型（放氢生碱） 如NaCl与区：溶质+溶剂型（放氧生酸） 如CuSO4

5、、AgNO3与区：溶剂型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解类型举 例电极反应溶液PH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解 仅溶质电解 溶质和溶剂同时电解 含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：4H+ + 4e- 2H2减小增大不变H2O阳极：2Cl- 2e-Cl2阴极：2H+2e- H2增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：Cu2+2e- CuCuCl2活泼金属

6、的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl- 2e- Cl2阴极：2H+2e- H2增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH- 4e- O2+2H2O阴极：2Cu2+4e- 2Cu减小CuO不变04电解池的应用+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜 阳 极金属钛网阴 极碳钢网阳极室阴极室氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜的作用：a、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生成 ，而影响氢氧化钠的产量。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），这种粗铜的导电性远不能满足电气

7、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。阴极: Cu2+ + 2e- CuZn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni CuAg Au 阳极泥阳极： CuSO4溶液粗铜纯铜问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：4Al3+ + 12e- =4Al通电总式：2Al2O3 4Al+3O2 原理:助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?冶炼活泼

8、金属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铁片铜片硫酸铜溶液电极： 阳极镀层金属 或惰性电极 阴极待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小电镀电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池定义形成条件电极名称电极反应将电能转变成化学能的装置。应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。两电极接直流电源电极插人电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属的离子阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件阳极：氧化反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应应用电解原理

9、将不纯的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯金属的离子阳极：不纯金属；阴极：纯金属阳极：氧化反应阴极：还原反应1如图所示：通电后A极上析出Ag。对该装置的有关叙述正确的是A. P是电源的正极B. F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变例题B此题属电化学的综合题，涉及原电池、电解池、电镀池的有关问题。由于一些学生未掌握判断电极名称的原理和方法，缺乏电极反应以及分析电解液pH变化等知识，以致解此题时出现错选。A项，错误原因在于未

10、理解“阴极还原”“负极连阴极”的判断电极的原理。A极析出Ag，说明溶液中的Ag+在A极得到电子被还原成Ag，故A极为阴极，则P极为电源的负极。显然A选项错误。C项，错在只注意惰性电极不参加反应，不清楚阴极不论是否是惰性电极均不参加电极反应，此装置中的A、C两电极作为阴极未参加电极反应。故C项错误。D项，是由于不知道如何依据电解原理分析电解液pH的变化而出现错误。甲池、乙池均为电镀池，电解液的pH均不变；丙池是电解NaHSO4溶液，实际是电解水。由于NaHSO4水溶液显酸性，电解后，溶液浓度增大，c（H+）亦增大，溶液的pH减小。故D项也不正确。B选项，F极为阴极且为惰性电极，水电离出来的OH在

11、F极失去电子，发生氧化反应4OH4e=2H2O+O2。故B项正确。解析2. 在如下的装置中进行电解，并已知铁极的质量减小11.2克。（1）A是电源的 极（2）电解过程中，电路中通过 摩电子（3）Ag极的电极反应是 ；析出物质是 克（4）Cu(a)的电极反应是 ；（5）Cu(b)的电极反应是 。例题负0.42H+2e-=H2Cu2+2e-=Cu0.44OH-4e-=O2+2H2O（1）该装置有外接电源，是电解池，铁极上质量减少，说明铁极是阳极，所以B是正极，则A是负极（2）铁失去电子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，设转移电子的物质的量是xmolFe-2e-=Fe2+ 56g 2mol x=

12、0.4 11.2g xmol（3）铁极是阳极，则Ag极是阴极，阴极上氢离子得电子析出氢气，电极反应式为2H+2e-=H2；设析出氢气的质量是yg2H+2e-=H2 2mol 2g 0.4mol yg y=0.4（4）Cu（a）是电解池的阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2+2e-=Cu（5）Cu（b）是电解池的阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水， 电极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O解析1【2015新课标卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A正极反应中有CO2生成B微生物

13、促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O真题对接A【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。错误；B、在微生物的作用下，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移。正确；C、原电池中阳离子向正极移动。正确；D、电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。正确。 2【2015山东理综化学】利用LiOH和钴氧化物可制备锂

14、离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液（填化学式），阳极电极反应式为_ ，电解过程中Li+向_电极迁移（填“A”或“B”）。【解析】（1）根据示意图，B极区生产H2，同时生成LiOH，则B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl失去电子，则阳极电极反应式为：2Cl2e=Cl2；根据电流方向，电解过程中Li+向B电极迁移。LiOH2Cl2e=C

15、l2B真题对接3. 【2015安徽理综化学】常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。0-t1时，原电池的负极是Al片，正极的电极反应式是 ,溶液中的H+向_极移动，t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 。【解析】正极得电子发生还原反应，故电极反应式为：2H+ + NO3-+e-=NO2 + H2O；在电场作用下，阳离子向电池正极移动；由图像得t1时刻电流方向改变，说明电负极发生变化，Al因为发生钝化不再进一步反应。2H+ + NO3-+e-=NO2 + H2O正Al在

16、浓硝酸中发生钝化，氧化膜阻止了Al进一步反应真题对接4【2015福建理综化学】某模拟人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是（ ）A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为：3CO2 + 16H-18e= C3H8O+4H2O【解析】A根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能，错误。B根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H从正电荷较多的阳极b极区向负电荷较多的阴极a极区迁移，正确。C该反应的总方程式是：6C

17、O2+8H2O=2C3H8O+9O2。根据反应方程式可知，每生成1 mol O2，有2/3molCO2被还原，其质量是88/3 g，错误。D根据图示可知与电源负极连接的a 电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CO2 + 18H+18e= C3H8O+5H2O，错误。真题对接B真题对接5【2015四川理综化学】用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液PH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl + 2OH2e= ClO + H2OC阴极的电极反应式为：2H2O + 2e = H2 +

18、2OHD除去CN的反应：2CN+ 5ClO + 2H+ = N2 + 2CO2 + 5Cl+ H2O【解析】A、阳极要产生ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B、阳极是Cl失电子产生ClO，电极反应式为：Cl + 2OH2e= ClO + H2O，B正确；C、阴极是H+产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O + 2e = H2 + 2OH，C正确；D、溶液为碱性，方程式应为2CN+5ClO+ H2O =N2+2CO2+5Cl+2OH。选D。D6【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）AX是电源的负极B阴极的反应式是：H2O2eH2O2CO22eCOO2C总反应可表示为：H2OCO2=H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11【解析】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2OH2、CO2CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；B、阴极H2OH2、CO2CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O2eH2O2、CO22eCOO2，B正确；C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反