高二化学电解

高二化学电解第一页，共四十四页，编辑于2023年，星期六1、原电池：将化学能转变为电能的装置。复习：ZnCCuSO4溶液负极(Zn)：Zn－2e－＝Zn2+正极(C)：Cu2++2e－＝Cu(氧化反应)e－e－(还原反应)想一想：构成原电池的条件是什么?第二页，共四十四页，编辑于2023年，星期六3、原电池电极的判断负极：较活泼金属，电子流出，发生氧化反应正极：较不活泼金属或非金属，电子流入，发生还原反应2、构成原电池的条件：⑴、具有不同的电极，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属作正极。⑵、具有电解质溶液⑶、形成闭合回路第三页，共四十四页，编辑于2023年，星期六

Ⅰ

Ⅱ第四页，共四十四页，编辑于2023年，星期六现象：与电源正极相连的电极上有气泡析出，与电源负极相连的电极上有红色物质析出CCCuCl2溶液第五页，共四十四页，编辑于2023年，星期六电解氯化铜溶液微观模拟第六页，共四十四页，编辑于2023年，星期六CCCuCl2溶液结论：氯化铜溶液通电后发生了化学变化，而电流的作用是这种化学变化的根本原因。

第七页，共四十四页，编辑于2023年，星期六第四单元电解原理及应用第一节电解原理一、电解原理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。2、电解池：电能转化为化学能的装置第八页，共四十四页，编辑于2023年，星期六3、形成电解池的条件e－e－CCCuCl2溶液⑴与电源相连的两个电极⑵、电解质溶液或熔化的电解质⑶、形成闭合回路4、电极的判断阴极：与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应阴极阳极第九页，共四十四页，编辑于2023年，星期六电解池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极

发生还原反应的电极

电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移原电池化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移相同点(从原理分析)都是氧化还原反应5.原电池与电解池的比较:第十页，共四十四页，编辑于2023年，星期六(1)写出以碳棒作电极电解氯化铜溶液的电极反应式阴极：Cu2++2e－＝Cu6、电极反应的书写：阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑总反应：CuCl2

＝＝Cu+Cl2↑电解CC第十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期六(2)写出以碳棒作电极电解氯化钠溶液的电极反应式及总反应阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解第十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期六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第十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期六7、电解时离子放电顺序①阴极:阳离子放电，得电子能力强先放电Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+②阳极:阴离子放电，失电子能力强先放电S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子A.若阳极是金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴离子一律不放电，而是电极材料失电子。B.若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)，则放电顺序如下：第十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期六⑴电极材料8.影响离子放电顺序的因素⑵离子本身的氧化性﹑还原性第十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期六写出电极反应式

Cu（Ⅱ

）

。

Cu（1）

。2H＋＋2e-＝

H2↑Cu-2e-＝Cu2+Cu＋H2SO4CuSO4＋H2电解⑴电极材料直流电源

Cu（Ⅰ）

Cu（Ⅱ）稀硫酸溶液负极正极若阳极是金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴离子一律不放电，而是电极材料失电子。第十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期六(2)离子浓度相同或相近时,由离子本身的氧化性﹑还原性确定.如:用惰性电极电解0.1mol/LAgNO3与0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液又如:用惰性电极电解Ag先析出,Cu后析出.0.1mol/LFeCl3和0.1mol/LCuCl2混合溶液,阴极初始反应为:Fe3++e-=Fe2+,开始并没有Cu析出第十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期六（3）原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化反应（）（2）电解质溶液导电过程就是电解过程(）1、判断（1）电解、电离均需要通电才能实现（）√××巩固提高：第十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期六二、电解规律的讨论：(用惰性电极电解时)C或PtC或Pt第十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期六以石墨为电极，电解下列物质：盐酸、CuCl2溶液3.Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液2.AgNO3溶液、CuSO4溶液4.NaCl溶液NaBr溶液思考第二十页，共四十四页，编辑于2023年，星期六⑴、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝＝O2↑+2H2↑电解电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。第二十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期六⑵、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。如电解盐酸、CuCl2溶液等时电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑电解电解盐酸第二十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期六⑶、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

电解电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解CuSO4溶液:第二十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期六⑷、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解第二十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期六三.其他问题的讨论：

1.电解后溶液中溶质的浓度变化

2.如何恢复原来的浓度

3.电解后溶液PH值的变化

第二十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期六电解物质电极反应电解对象浓度变化PH变化电解质复原所加物质Na2SO4(ag)HCl(ag)CuCl2(ag)NaCl(ag)KBr(ag)CuSO4(ag)AgNO3(ag)用惰性电极电解下列溶液阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑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:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Br--2e-=Br2阴极:2H++2e-=H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:Ag++e-=AgH2OHClCuCl2NaCl﹑H2OKCl﹑H2OCuSO4﹑H2OAgNO3﹑H2O增大减小减小减小减小减小减小不变增大增大增大减小减小H2OHClCuCl2HCl稍小CuOAg2OH2SO4(ag)NaOH(ag)阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑H2O增大减小H2O阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑H2O增大增大H2O第二十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期六四、电解原理的应用1、铜的电解精炼⑴、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+纯铜粗铜－CuSO4溶液⑵、粗铜的精炼以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液进行电解阳极：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

阴极：

Cu2++2e－＝Cu第二十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期六2、电镀⑴、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。⑵、电镀池形成条件+镀件镀层金属－含镀层金属离子的盐溶液①、镀件作阴极②、镀层金属作阳极③、含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液第二十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期六

（1）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，

向阳极移动。在阳极，由于

容易失去电子，被氧化生成

。阳极方程式：

;（2）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+三、电解原理的应用3、氯碱工业电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。第二十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期六总化学方程式：

;总离子方程式:

.(3)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:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.阴极:产生无色、无味气体第三十页，共四十四页，编辑于2023年，星期六(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:

.第一个问题: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:第三十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期六（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阳极：钛阳离子交换膜：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：a、防止氢气和氯气混合；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。氯碱工业:离子交换膜法制烧碱第三十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期六－+Cl2Cl2Cl—H2Na+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第三十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期六提示：第二个问题：精制食盐水由于粗盐中含有泥沙、Ca2+

、Mg2+、

Fe3+、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去Ca2+

、Mg2+、Fe3+

、SO42—1、用什么方法除去泥沙？电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:第三十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期六泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、引入Ba2+Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略过量BaCl2

溶液除SO42-略过量Na2CO3

溶液除Ca2+.

Ba2+

略过量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

适量HCl溶液调节PH除CO32-、OH-第三十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期六4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，阳极：2Cl-

－2e-==Cl2↑阴极：2Na++2e-==2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，是最强有力的氧化还原的手段。第三十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期六4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）制取金属铝电解熔融状态的氧化铝。阳极：6O2-

－12e-==3O2↑阴极：4Al3++12e-==4Al总反应：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石助熔剂：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?第三十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期六原电池、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。第三十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期六练习1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。第三十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期六（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCuPtPtAgFe第四十页，共四十四页，编辑于2023年，星期六2、下列说法或实验现象的描述不正确的是（）A