第一章 第二节 电能转化为化学能电解

氢气氧气

电解电解水：2H2O====2H2↑＋O2↑

+_第2节电能转化为化学能----电解[交流·研讨]1、通电前熔融NaCl中存在哪些离子？这些离子是如何运动的？3、接通直流电后，原来的离子运动发生了怎样的改变？

2、接通直流电后，外电路中电子的流动方向如何？4、移动到两极表面的Na+和Cl-将发生什么变化？一、电解的原理Cl-Na+K断开Na+Na+Cl-Cl-铁电极石墨棒熔融NaCl＋K闭合Cl2Cu2+Cl-Na+Cl-e-e-e-e-e-e-石墨棒熔融NaCl铁电极＋II实验现象：石墨片上有————产生，并可闻到——————气味；铁片上逐渐覆盖一层——————物质。气体刺激性银白色实验结论：①在通直流电条件下，熔融氯化钠发生了化学变化，其化学方程式为

2NaCl

2Na+Cl2↑通电钠生成于与电源———极相连的铁片上，氯气生成于与电源————极相连的石墨片上负正1、电解：

让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。注意：

电解时所用电流必须是直流电，而不是交流电。电解过程中，电能转化为化学能而“储存”在反应产物中。

2、电解池:

把电能转变为化学能的装置。问题：电解池的形成条件有哪些？3、电解池构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应接电源负极的为阴极，发生还原反应(3)电解质溶液或熔融的电解质（4）形成闭合回路

ｅ－ｅ－阳极阴极

失电子氧化反应得电子还原反应阳离子阴离子＋练习：分析下图，属于电解池的有③⑥4、电极反应（1）电极上进行的半反应叫电极反应。（2）阳极(+)发生氧化反应，阴极(-)发生还原反应。（3）电解熔融氯化钠时的电极反应式为阳极：—————————（氧化反应）阴极：—————————（还原反应）2Cl--2e-→Cl2↑2Na++2e-→2Na2NaCl＝

2Na+Cl2↑通电电极总反应:实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：阳极：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：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阳极氯气铜CuCl2溶液实验分析：通电前：分析电解质溶液中的离子情况阳离子：H+、Cu2+阴离子：OH-、Cl-做无规则运动通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）与电极材料无关

（2）判断电极产物并书写电极反应:

阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电

阳极：2Cl-

-2e-→Cl2↑

氧化反应

阴极：Cu2++2e-→Cu

还原反应

（3）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低

CuCl2

Cu+Cl2↑电解电极总反应：

为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？思考：5、离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。①当阳极为活性电极时：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。②当阳极为惰性电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子的放电顺序是：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3->SO42->F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+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：（阳极）（阴极）6、电解方程式的书写：例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，

阴极：阳极：③、两极半反应相加得总方程式；通电通电＞阴极：阳极：4OH－-4e-

→

2H2O+O2

↑Cu2+＋2e-→CuOH－SO4

2－H+Cu2+H2OH++OH－

CuSO4＝Cu2++SO4

2－①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：②、然后写电极反应式

：2Cu+O2

↑+4H+2CuSO4

+2H2O（电解化学方程式）2Cu+O2

↑+2H2SO42Cu2++2H2O（电解离子方程式）＜注意：书写电极反应式一定要遵守电子守恒；弱电解质的须保持分子形式

电解质溶液用惰性电极电解的示例：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-→

Cu↓减少CuCl2活泼金属的无氧酸盐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CuO2H2O=2H2↑

+O2↑

在NaCl溶液中,NaCl电离出

，H2O电离出

。通电后，在电场的作用下，

向阴极移动，

在阳极，由于

容易失去电子，被氧化生成

。阳极方程式：

;

在阴极，由于

容易得到电子被还原生成

．使H2O电离向右移动，因此阴极

浓度增大，PH

。阴极方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）向阳极移动。总化学方程式：

;总离子方程式:

.电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：___________

，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？

阴极附近的溶液无色变为红色阳极:产生黄绿色有刺激性气味的气体并

使湿润KI淀粉试纸变蓝色.阴极:产生无色、无味气体阴极产物阳极产物(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:

.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:

.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:①生产设备名称：离子交换膜电解槽阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)阴极：碳钢网(有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。②离子交换膜的作用：(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量+-纯铜粗铜

电解液(CuSO4溶液)阴极：Cu2++2e-==Cu精铜（还原反应）阳极：Cu—2e-==Cu2+（氧化反应）特征纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子种类相同电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+(据电子守恒，溶解的铜的量小于析出的铜的量，故实际上溶液中硫酸铜的浓度略有减小)阳极泥：银、金、铂等不如铜活泼的金属在电解过程中不发生反应，最终沉积在电解池的底部与其他不溶性杂质混在一起形成阳极泥2、铜的电解精炼阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子+-待镀铁片铜片

电镀液(CuSO4溶液)阴极：Cu2++2e-==Cu在镀件上析出（还原反应）阳极：Cu—2e-==Cu2+（氧化反应）特征阴极：被镀件阳极：镀层金属--其溶解提供镀层金属（或惰性电极--镀层金属由电镀液提供）电解质溶液：含有镀层金属离子的盐溶液电镀液CuSO4的浓度基本不变3、电镀原电池、电解池、电镀池判定规律

若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”

先看电极：两极为导体且活泼性不同再看溶液：两极插入电解质溶液中后看回路：形成闭合回路或两极接触

若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。讨论：比较电解池和原电池的异同~~~~~~装置原电池电解池实例

原理

形成条件

电极名称

电子流向

电流方向

电极反应

能量转化

应用

发生氧化还原反应，从而形成电流电流通过引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应电源、电极(惰性或非惰性)、电解质(水溶液或熔融态)、形成闭合回路

由电极本身决定正极：流入电子负极：流出电子

由外电源决定阳极：