第3节 电解池(2014-12).ppt

1、第四章 电化学基础,第3节 电解池,分宜中学 林欲峰,CuCl2溶液,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极： Cu2+ 2e- = Cu,电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,CuCl2溶液,问题：若把上图装置改成下图,这还是原电池装置吗？两者差别在哪?,知识回忆,如图属什么装置？写出装置的电极反应、总反应的化学方程式。,1、实验4-2观察现象及反应原理,一、电解原理,有红色的物质析出,有黄绿色气体生成,还原,氧化,Cu2+ 2e- = Cu,2Cl- 2e- = Cl2,Cu2+ +2Cl- Cu+Cl2,电解,（1）使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。,2、电解

2、及电解池,（2）将 转化为 的装置。,化学,电能,电解质溶液,氧化还原反应,电源负极阴极,电源正极阳极,【当堂练习】,直流电源 两个电极（常用惰性电极： Pt、 Au或石墨) 电解质溶液或熔融电解质 构成闭合回路,3、电解池组成条件：,CuCl2溶液,3、在电解过程中电子的流动方向,+,-,(1)阳极上的放电顺序： 活泼金属电极(除Pt、Au外） 电极金属失去电子被溶解，生成对应金 属阳离子。 惰性电极(Pt、Au、 C) 溶液中的阴离子失去电子生成对应非金属单质。S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-,4、电解时电极产物的判断,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2 + H+ （大） Pb

3、2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ H+ （小） Al3+ Mg2+,(2) 阴极上的放电顺序（与电极材料无关）,【当堂练习】,1、将两支惰性电极插入500 ml AgNO3溶液中，通电一会，电解液的pH值由6.0变为3.0(设电解时没有氢气放出且电解液体积不变)，则电极上析出银的质量为多少克?,解:, n(OH-)的减少量等于n(H+)的增加量,4AgNO3 +2H2O 4HNO3 +O2 (阳极)+4Ag(阴极),1mol,108g,(10-3-10-6) 0.5,m(Ag), m(Ag)=0.054(g),电解,阳极：4OH-4e-=2H2O+O2,阴极：4Ag+4e-=4Ag,5惰性电

4、极电解电解质溶液的规律,(1)电极反应式 阳极(钌合金网)： 。 阴极(涂镍碳钢网) ： 。,二、电解原理的应用,1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气,氯碱工业,2Cl- - 2e- = Cl2,2H+ + 2e- = H2,(2)总反应式 化学方程式： 。 离子方程式： 。,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH-,通电,通电,Au、Pt、Ag 不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；,电镀目的： 、 、和 。 （1）阳极(镀层金属)： （2）阴极(待镀的金属)： （3）电镀液：,2、电镀,Cu -2e- = Cu2+,Cu2+ + 2e- = Cu

5、,增强抗腐蚀,增加美观,表面硬度,(4)铜电解精炼,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）： 阴极（纯铜）：,比铜活泼的金属：,比铜不活泼的金属：,电解质溶液中CuSO4的浓度：,用含有镀层金属离子电解质的溶液。,Cu2+ + 2e- = Cu,Cu - 2e- = Cu2+,Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；,基本不变。,总反应：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2,3、电冶金(活泼金属),(1)钠的冶炼电解熔融的NaCl 阳极（石墨）：2Cl-2e-=Cl2 阴极（铁网）：2Na+2e-=2Na,通电,冶炼金属: Mn+ne-=M,阴极（钢棒）：4Al3+12e-=4Al 阳极（石墨）6O2-

6、 12e-=3O2 总反应：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2,(2)铝的冶炼电解熔融的Al2O3,通电,Na3AlF6,阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2产生n(H+)=0.4mol,2.24L,0.4mol,0.4mol,阴极:Cu2+ + 2e- = Cu ; 2H+ + 2e- = H2(消耗),2.24L,0.2mol,0.2mol,0.2mol,0.1mol,A,【当堂练习】,F(阴极):2H+ + 2e- = H2(产生OH-),阴,阳,+,-,【当堂练习】,3,负极,蓝色逐渐变无色,Fe(OH)3胶体带正荷,电解池与原电池异同,两电极接直流电源 电解质溶液 形

7、成闭合回路,活泼性不同的两电极 合适电解质溶液 形成闭合回路 自发氧化还原反应,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,镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极 电镀液必须含有镀层金属的离子,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置,电镀池,电解池与原电池异同(续),电源负极电解池阴极 (溶液中阴阳离子导电) 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

8、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,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,阳极：必须是镀层金属 阴极：镀件,电镀池,与电解池相同,电解氯化铜溶液的微观反应过程,Cu2+、Cl- H+、OH- 无规则运动,Cu2+、Cl-H+、OH- 定向运动,Cu2+、Cl- 发生电子 得失,阴阳两极上生成Cu、Cl2,习题 P83,阴,阳,负,正,还原,氧化,氧化,还原,电,电,化学,化学,不能自发进行,能自发进行,P82【思考与交流】 3,1、A 2、D,XCl2 X(阴极)+ Cl2(阳极) 2e-,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2(阴极)+Cl2(阳极),通