电解池原理及其应用1

§1.2.1电能转化为电能-电解

第1课时电解的原理惠州综高：黄海梅一、电解原理使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程，叫电解。⑴电流是发生氧化—还原反应的根源、动力。电源为直流电⑵阴阳离子在做定向运动——导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；定义：组成：电极阳极：阴极：把电能转化为化学能的装置。直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融电解质）、形成闭合回路与电源正极相连的电极，氧化反应。与电源负极相连的电极，还原反应。惰性电极：C、Pt、Au等活性电极：Zn、Fe、Cu、Ag等（除Au、Pt以外的金属）电极材料二、电解装置——电解池判

断分析下列装置，哪些是原电池——哪些是电解池——1、3、56、7三、电解原理电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在通电时发生定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应，这就是电解的原理。

电子流动方向：离子移动方向：电流方向：

电源正极→电解池阳极→电解池阴极→电源负极电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极阴离子→电解池阳极阳离子→电解池阴极直流电源电极电解质电极反应阴极:Cu2++2e＝Cu（还原反应）阳极:2Cl－－2e＝Cl2↑

（氧化反应）CuCl2

＝

Cu2++2Cl–电解氯化铜原理阴极阳极ee正极负极电源总反应:Cu2++2Cl－电解CuCl2电解Cu+Cl2↑Cu+Cl2↑（氧–还反应）被还原（析出Cu）Cu2+得e被氧化（放出Cl2↑）

Cl–失e视频在溶液中存在Cu2+、Cl-、H+、OH-四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+、Cl-？

阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子的浓度放电能力阳离子在阴极放电：得电子顺序K+、Ca2+

、Na+、Mg2+

、Al3+

、Zn2+

、Fe2+

、Sn2+

、Pb2+

、H+(酸)Cu2+

、Fe3+、Hg2+

、Ag+.

得e-能力依次增强(与金属活动顺序相反)四、离子放电顺序注意：Fe3+＞Cu2+；阴离子在阳极放电：失电子顺序除Au、Pt外的金属、S2-、X-、OH-、含氧酸根离子、F-失e-能力依次减弱分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子五、电极反应式、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。方法①首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、阳离子的放电顺序：电解或2CuSO4+2H2O（电解化学方程式）2Cu＋O2↑+2H2SO4电解2Cu＋O2↑+4H+2Cu2++2H2O（电解离子方程式）H2OH++OH－

CuSO4＝Cu2++SO42－OH－

SO4

2-

阴极：阳极：H+

Cu2+＜＞②然后写电极反应式：阳极：4OH-

－4e-＝O2↑+2H2O阴极：2Cu2+＋4e-＝2Cu③最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；电能转化为化学能化学能转化为电能反应一般不自发接电源正极，阳极反应一定自发作为负极，对外电路送出电子接电源负极，阴极阴阳相吸两个电极、导线、电解质溶液正正负负作为正极，接受由外电路流回的电子【知识小结】

水增大增大水增大减小水增大不变电解质减小增大电解质减小——电解质和水得新电解质增大电解质和水得新电解质减小1、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：【作业】

§1.2.2

电能转化为电能-电解

第2课时电解的原理及应用惠州综高：黄海梅氯碱工业阳离子交换膜的作用：(1)防止H2、Cl2混合电火花下反应爆炸

H2+Cl2==HCl(2)防止防止Cl2进入阴极区与NaOH反应，影响烧碱的质量和产量。Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O阴极放电离子：H+来源于：阳极放电离子：Cl－来源于：NaClH2O电解对象：溶质和溶剂电解类型：放出H2生成碱溶液：pH增大复原：通入HCl气体（少什么加什么）水增大增大水增大减小水增大不变电解质减小增大电解质减小——电解质和水得新电解质增大电解质和水得新电解质减小1、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：【作业】

用惰性电极进行溶液电解的规律：

阴：2H++2e-=H2↑阳：4OH—4e-=2H2O+O2↑

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电阴极：水放H2产生碱阳极；电解质阴离子放电阴极：电解质阳离子放电阳极：水放O2产生酸CuSO4

NaClCuCl2HClNa2SO4H2SO4NaOHⅠ、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+Ⅱ、Cu2+、Hg2+、Ag+Ⅲ、S2－、I－、Br－、Cl－Ⅳ、OH－、含氧酸根离子、F－ⅠⅣⅡⅢⅠⅢⅣⅡ小结：惰性电极进行溶液电解，电解质组成情况2.如图所示，X、Y分别是直流电源的电极，通电后发现A极质量增加，B极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（

）练习A3.下列有关电解的说法正确的是（

）①电解是把电能转变成化学能②电解是把化学能转变成电能③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A．①②③④

B．②③⑤C．③④

D．①③④⑤D4.用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（

）A.CuSO4B.H2OC.CuOD.Cu(OH)2C5.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）A.Ⅰ和Ⅲ附近B.Ⅰ和Ⅳ附近C.Ⅱ和Ⅲ附近D.Ⅱ和Ⅳ附近B

§1.2.3

电能转化为电能-电解

第3课时电解的应用惠州综高：黄海梅6.用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（）A.Cu2+＞X3+＞H+B.H+＞X3+＞Cu2+C.X3+＞H+＞Cu2+D.Cu2+＞H+＞X3+D

7.将1L含有0.4molCuSO4和0.2molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3molCu，另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是多少?此时溶液的pH值是多少?4.48L;1-2lg2表面皿中电解质溶液已经滴加酚酞。问哪些区域先变红？为何？FeB：O2+2H2O+4e-=4OH-E：2H++2e-=H2↑8、装置工作一段时间后，发现B池中有一极的质量减少。以下有关的推断中正确的（）①M是电源的负极②B中Cu电极的质量减少③C中溶液的pH升高④D中溶液的pH下降⑤B中电解液的浓度基本不变⑥相同条件下的A，C，D池中生成气体的总体积为C>A>DA.只有⑤⑥

B.只有③④⑤⑥

C.全部

D.除②

C9、近年来，加“碘”食盐主要使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液(加少量K2CrO4)为电解液在一定条件下电解，反应方程式为：KI+3H2O==KIO3+3H2↑，下列有关说法正确的是（）A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B．电解液调节到酸性比较合适C．电解后得到KIO3产品的步骤有：过滤→浓缩→结晶→灼烧D．电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到21.4g无水KIO3晶体D电解用惰性电极进行溶液电解的规律：

Ⅰ、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+Ⅱ、Cu2+、Hg2+、Ag+Ⅲ、S2－、I－、Br－、Cl－Ⅳ、OH－、含氧酸根离子、F－ⅠⅣⅡⅢⅠⅢⅣⅡ小结：惰性电极进行溶液电解，电解质组成情况阳极Zn—2e-==Zn2+阴极Zn2++2e-==Zn镀件:

阴极

镀层金属:

阳极电镀液:

含有镀层金属阳离子的可溶盐溶液,其浓度和PH值不变电镀原理:(以铜棒镀锌为例):电镀的特点：1）阳极本身参加电极反应2）电解质溶液的浓度保持不变

粗铜精炼电解质溶液的浓度是否变化？精铜粗铜(ZnFeAgAu)阳极:Zn－2e-

=Zn2+Fe－2e-

=Fe2+Cu–2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=CuCuSO4溶液ZnFe以何形式存在？AgAu以何形式存在？还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子阳极Zn－2e-=Zn2+阴极Zn2++2e-=Zn电镀液的浓度不变粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液阳极Zn－2e-=Zn2

+

Cu-2e-=Cu2+等阴极Cu2++2e-=Cu溶液中溶质浓度基本不变，定期除杂质比较：精炼铜、电镀铜的区别从H+、Cu2+、Na+、Cl-、SO42-五种离子中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解，用电解质的化学式填空（使用惰性电极电解）（1）电解过程中溶液的pH增大的有_______（2）电解过程中溶液的pH减小的有

（3）电解过程中溶液的pH不变的有

。

有何规律？NaCl、HCl

CuSO4、H2SO4Na2SO4练习：CuCl2（1）电解时，只生成H2而不生成O2，则溶液的pH

。（2）电解时，只生成O2而不生成H2，则溶液的pH

。（3）电解时，既生成H2又生成O2，则实际为电解水。①若为酸性pH

，②若碱性溶液，则溶液的pH

，③若为中性，则pH

。增大减小减小增大不变电解过程中溶液pH的变化规律下图为A直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽．接通