第3节 电解池(整理)

第四章电化学基础第3节电解池

G

ZnCuCCCuCl2溶液写出右图的电极反应、总反应。负极：Zn–2e-=Zn2+正极：Cu2+＋2e-=CuZn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液原电池是把化学能转变成电能的装置。知识回顾实验4-2向氯化铜溶液中通入直流电现象阳极---有气泡产生，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。阴极---有红色的固体结论阳极---阴极---2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu总反应式：CuCl2==Cl2↑+Cu通电思考与交流:(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？实践探究：1、向氯化铜溶液中通入直流电离子定向移动的方向:

阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动.电子的流向:

电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）一、电解原理P80电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。电解池结构： 直流电源

电解质溶液 电极(常用惰性电极：Pt、Au或石墨)阳极：接电源正极阴极：接电源负极电解池与原电池有哪些异同P82①两电极接直流电源②电解质溶液③形成闭合回路①活泼性不同的两电极②电解质溶液③形成闭合回路形成条件将电能转变成化学能的装置将化学能转变成电能的装置定义装置实例电解池原电池装置电解池与原电池有哪些异同(续)电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极电子流向阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子电极反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）电极名称电解池原电池装置负极正极导线4、电解产物：a：决定于放电能力

阳离子：（在阴极）水电离产生时浓度极小

阴离子：（在阳极）

S2-＞SO32-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-金属单质(Pt、Au除外)＞知识点2：电解原理Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+（反思）b：决定于离子浓度(实验事实)4、电解产物：知识点2：电解原理惰性电极与活性电极：

惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应。活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应。电解饱和食盐水石墨石墨饱和NaCl溶液【实验4-3】以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，预测实验现象。电解饱和食盐水实验观察到的现象：阳极：阴极：放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附近溶液变红2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解石墨石墨饱和NaCl溶液阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑(2H2O2H++2OH-)1、溶液中哪些微粒？2、阳极区有哪些离子阴极区又有哪些离子？3、哪个离子先放电？石墨石墨饱和NaCl溶液2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑电解

阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑

(4H2O4H++4OH-)

阴极：2Cu2++4e-＝2Cu总反应式石墨石墨CuSO4溶液

电解2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+用惰性电极电解电解质溶液的规律小结：电解类型举例电极反应物质类别实例含氧酸H2SO4强碱NaOH

Na2SO4阳极：4OH_-4e_=O2↑+2H2O阴极：2H++2e—=H2↑减小增大不变H2O溶剂电解溶液pH变化活泼金属的含氧酸盐溶液复原方法

电解2H2O＝O2↑+2H2↑用惰性电极电解电解质溶液的规律小结：举例电极反应物质类别实例

无氧酸HCl

CuCl2阳极：2Cl—-2e—

=Cl2↑阴极：2H++2e—

=H2↑阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu增大增大HClCuCl2溶质电解电解类型不活泼金属的无氧酸盐溶液pH变化溶液复原方法用惰性电极电解电解质溶液的规律小结：电解类型举例电极反应物质类别实例

NaCl

阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑阳极：4OH_-4e_=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小增大HClCuO溶质溶剂同时电解溶液pH变化溶液复原方法活泼金属的无氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐CuSO4用惰性电极电解电解质溶液的规律小结：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含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH_-4e_

=O2↑+2H2O阴极：2H++2e—=H2↑阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu阳极：4OH_-4e_=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小减小增大增大增大增大不变H2OHClCuCl2HClCuO溶剂电解溶质电解溶质溶剂同时电解氢气氧气

电解2H2O==2H2↑＋O2↑

+_电极反应总反应式：阳极：4OH_-4e_=O2↑+2H2O阴极：2H++2e—=H2↑练习1、写出下列电解电极反应及总反应方程式(惰性电极，溶液)：H2SO4 HCl NaOHNa2SO4 CuCl2 AgNO3KCl

练习2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时，阴极析出的物质是_____；阳极产物是_____。3、两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产物是____；阴极的产物是____。Cu、H2Cl2、O2AgAg+4、pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH〉a，则该电解质可能是A、NaOHB、H2SO4

C、AgNO3D、Na2SO4A5、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。石墨石墨粗铜纯铜纯铜铁CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A)(B)(C)6.大家知道：Cu＋H2SO4(稀)＝CuSO4＋H2↑通常不能发生。请回答：⑴试说明此反应在一般情况下不能发生的原因是：

。⑵若向稀硫酸中通入热的空气，则发现铜会逐渐溶解。试写出有关反应的化学反应方程式：

。⑶根据你学过的知识，设法使题中的反应能够发生。具体的方法是：；反应原理是：

。二、电解原理的应用——氯碱工业阳极（石墨）： 2Cl—－2e—=Cl2↑

【氧化反应】阴极（石墨）： 2H++2e—=H2↑

【还原反应】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解(一)电解饱和食盐水反应原理(二)离子交换膜法制烧碱1、装置阳极：金属钛网(涂有钛钌等氧化物)阴极：碳钢网(涂有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。阴极室产物：

NaOH、H2阳极室产物：Cl2+-精制饱和食盐水水(含少量NaOH)Cl2H2NaOH溶液淡盐水Na+含氯漂白剂有机合成、造纸玻璃、肥皂纺织、印染有机合成氯化物合成农药金属冶炼有机合成HCl盐酸电解饱和食盐水(三)以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOHCl2二、电解原理的应用——电镀（1）阳极：阴极：电镀液：电极反应：（2）实质：镀层金属。待镀的金属制品

用含有镀层金属离子的溶液。阳极材料参加反应的电解，电镀过程中电镀液的浓度保持不变。阳极阴极Zn－2e-=Zn

2+Zn2++2e-=Zn①粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）阴极（纯铜）②比铜活泼的金属：③比铜不活泼的金属：④电解质溶液中CuSO4的浓度:二、电解原理的应用——电解精炼铜Zn、Fe、Ni只溶解，不析出

Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；基本不变。Cu－2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu二、电解原理的应用——电冶金Na.Ca.Mg.Al等活泼的金属的冶炼--电解法1、钠的冶炼——电解熔融的NaCl阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na总反应：2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑二、电解原理的应用——电冶金2、铝的冶炼——电解熔融的Al2O3烟罩阳极C电解质熔融态铝钢壳钢导电棒耐火材料阴极C阴极：

4Al3++12e-=4Al阳极：

6O2-－12e-=3O2↑总反应：

2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑铝电解槽原电池、电解池、电镀池的比较①两电极接直流电源②电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子形成条件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他金属的装置定义装置实例电解池电镀池装置原电池、电解池、电镀池的比较(续)电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极电子流向阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，金属电极失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子电极反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解池，但有限制阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极名称电解池电镀池装置同电解池练习1、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。2.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在①和④两极，电极产物的物质的量之比为1︰2的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClH2SO4

D3.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．CuSO4溶液的PH值不变

a•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC4.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e—==NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD5、有两只串联的电解池（惰性电极），甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液。电解时当甲池电极析出1.6gCu时，乙池电极析出5.4g金属，则乙池的溶质可能是：A、NaNO3B、Mg(NO3)2

C、Al(NO3)3D、AgNO3D6.500mLKN