選修四 43 電解池

1、第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池 已知：已知：1molNa在氯氣中燃燒放出在氯氣中燃燒放出411kJ 的熱量，試寫出該反應的熱化學方程式。的熱量，試寫出該反應的熱化學方程式。 聯(lián)想聯(lián)想*質疑質疑 金屬鈉是在金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個原理應年通過電解氫氧化鈉制得的，這個原理應 用于工業(yè)生產(chǎn)，約在用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。年才獲得成功。1921年電解氯化鈉年電解氯化鈉 制鈉的工業(yè)方法實現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術上得到重要制鈉的工業(yè)方法實現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術上得到重要 應用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多應用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工

2、業(yè)生產(chǎn)多 數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。 電解是將電能轉化為化學能的一種重要方法電解是將電能轉化為化學能的一種重要方法 一、電解原理一、電解原理（以電解氯化鈉為例）（以電解氯化鈉為例） 實驗：實驗：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有 刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤的濕潤的KI - 淀粉試紙淀粉試紙 變藍（變藍（Cl2) 陰極：有金屬鈉析出陰極：有金屬鈉析出 陰極陰極 陽極陽極 氯氯 氣氣 鈉鈉 熔融熔融NaCl 與電源正極相

3、連的是陽極，與電源正極相連的是陽極， 負極相連的是陰極。負極相連的是陰極。 實驗分析：實驗分析： 通電前：通電前：分析熔融電解質中的離子情況分析熔融電解質中的離子情況 陽離子陽離子：Na+ 陰離子陰離子：Cl- 做無規(guī)則運動做無規(guī)則運動 通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負極）（接電源負極） 與電極材料無關與電極材料無關 （2 2）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應: : 通電時，在電極的作用下，溶液中自由運動的離子改作定通電時，在電極的作用下，溶液中自由運動的離子改作定

4、 向運動，即陰離子趨向陽極，陽離子趨向陰極。當這些離向運動，即陰離子趨向陽極，陽離子趨向陰極。當這些離 子到達電極時，就失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應，子到達電極時，就失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應， 這個過程叫做放電。這個過程叫做放電。 即：陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電即：陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl2Cl- - - - 2e 2e- - = Cl = Cl2 2 氧化反應氧化反應 陰極陰極：2Na2Na+ + +2e +2e- -= 2Na= 2Na 還原反應 還原反應 總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電 電解電解: : 使使電流電流通

5、過通過電解質溶液電解質溶液而在而在陰陽陰陽 兩極兩極引起引起氧化還原反應氧化還原反應的過程。的過程。 電解池電解池: : 借助借助氧化還原反應氧化還原反應，把，把電能電能轉化轉化 為為化學能化學能的裝置的裝置. . 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負極流出，流電子從外加電源的負極流出，流 到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。 （注：電子只在外電路定向移動，不能從溶（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶 液中移動）液中移動） 離子定向移動的方向離子定向移動的方向: : 陽離子陽離子向向 陰極陰極移動移動, , 陰離子陰離子向向 陽極陽極移動移動

6、. . 惰性電極與活性電極：惰性電極與活性電極： 惰性電極惰性電極( (鉑、金、石墨鉑、金、石墨) )：僅僅導電，不參與反應僅僅導電，不參與反應 活性電極（除鉑、金外的金屬）：活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導電、又可既可以導電、又可 以參與電極反應以參與電極反應 電解過程不僅可以在熔融電解質中進行，也電解過程不僅可以在熔融電解質中進行，也 可以在電解質溶液中進行?？梢栽陔娊赓|溶液中進行。 以電解氯化銅為例以電解氯化銅為例 實驗：實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：有氣泡，有陽極：有氣泡，有 刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤

7、的濕潤的KI-淀淀 粉試紙粉試紙 變藍（變藍（Cl2) 陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出 陰極陰極 陽極陽極 氯氯 氣氣 銅銅 CuCl2溶液溶液 實驗分析：實驗分析： 通電前：通電前：分析電解質溶液中的離子情況分析電解質溶液中的離子情況 陽離子陽離子：H+、Cu2+ 陰離子陰離子：OH-、Cl- 做無規(guī)則運動做無規(guī)則運動 通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱：）確定電極名稱： 陽極陽極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負極）（接電源負極） 與電極材料無關與電極材料無關 （3）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極反應）判斷電極產(chǎn)物并書寫電極

8、反應: 陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電 陽極陽極：2Cl- - 2e- =Cl2 氧化反應氧化反應 陰極陰極：Cu2+2e- = Cu 還原反應還原反應 總式：總式： （2）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序： 陽離子陽離子：Cu2+H+ 陰離子陰離子：Cl-OH- （4）分析電解質溶液的變化情況：）分析電解質溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 電解 離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時：活性材料作電極時：金屬在陽極失電子被氧化金屬在陽極失電子被氧化 成陽離子進入溶液，陰離子不容易在電極

9、上放電。成陽離子進入溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時：時：溶液中陰溶液中陰 離子的放電順序（由難到易）是：離子的放電順序（由難到易）是： 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā) 生反應的是溶液中的陽離子。生反應的是溶液中的陽離子。 陽離子在陰極上放電順序是：陽離子在陰極上放電順序是： 陽極：陽極： 陰極陰極: : 溶液中只考慮此部分溶液中只考慮此部分 溶液中只考慮此部分溶液中只考慮此部分電鍍時電鍍時H+的位置的位置 電解規(guī)律 陰極陰極 陽極陽極 氯氯 氣氣 銅銅 實

10、例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH 值值 復原復原 CuCl2 陽極：陽極：2Cl- 2e- =Cl2 陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu 減小減小 減小減小 CuCl2 CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解 ClCl2 2溶于水形成酸溶于水形成酸 陽極陽極陰極陰極 氧氧 氣氣 氫氫 氣氣 實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH 值值 復原復原 Na2SO4 實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH 值值 復原復原 Na2SO4 陽極陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大 不不 變變 加加 H2O Na2SO4溶液溶

11、液 2H2O 2H2 + O2 電解 陽極陽極陰極陰極 氯氯 氣氣 氫氫 氣氣 實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH 值值 復原復原 NaCl 陽極陽極: 2Cl- - 2e- = Cl 2 陰極陰極: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解 減小減小 增增 大大 加加 HCl NaCl溶液溶液 實例實例電極反應電極反應濃度濃度PH值值復原復原 CuSO4 陽極陽極陰極陰極 氧氧 氣氣 銅銅 陽極陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陰極：陰極：Cu2+ 2e- = Cu減小減小減小減小 加加 CuO CuSO4溶液溶液 2CuSO4

12、+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4 電解 電解規(guī)律（惰性電極）小結電解規(guī)律（惰性電極）小結 陽極：陽極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl 與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl 與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3 與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH 陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質溶液用惰性電極電解的示例電解質溶液用惰性電極電解的示例：

13、電解電解 類型類型 舉舉 例例 電極反應電極反應 溶液溶液PH 變化變化 溶液復原方法溶液復原方法 物質類別物質類別實例實例 僅溶劑僅溶劑 水電解水電解 僅溶質僅溶質 電解電解 溶質和溶質和 溶劑同溶劑同 時電解時電解 含氧酸含氧酸H2SO4 強堿強堿 NaOH 活潑金屬的活潑金屬的 含氧酸鹽含氧酸鹽 Na2SO4 無氧酸無氧酸HCl 陽極：陽極：4OH-4e-O2+2H2O 陰極：陰極：4H+ + 4e- 2H2 減小減小 增大增大 不變不變 H2O 陽極：陽極：2Cl- 2e-Cl2 陰極：陰極：2H+2e- H2 增大增大 HCl 不活潑金屬不活潑金屬 的無氧酸鹽的無氧酸鹽 CuCl2

14、陽極：陽極：2Cl- 2e- Cl2 陰極：陰極：Cu2+2e- Cu 減少減少 CuCl2 活潑金屬的活潑金屬的 無氧酸鹽無氧酸鹽 NaCl 陽極：陽極：2Cl- 2e- Cl2 陰極：陰極：2H+2e- H2 增大增大 HCl 不活潑金屬的不活潑金屬的 含氧酸鹽含氧酸鹽 CuSO4 陽極：陽極：4OH- 4e- O2+2H2O 陰極：陰極：2Cu2+4e- 2Cu 減小減小 CuO （ A ）（B）（C） （D） CuSO4AgNO3 AgNO3 NaHSO4 AgCu CuC Pt Pt AgFe 1.寫出下列裝置的電極反應式，并判斷寫出下列裝置的電極反應式，并判斷A、B、C溶液溶液 P

15、H值的變化。值的變化。 鞏固練習鞏固練習 2.2.如上圖所示，通電后如上圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對該裝置的有關，對該裝置的有關 敘述正確的是敘述正確的是 A.PA.P是電源的正極是電源的正極 B.FB.F極上發(fā)生的反應為：極上發(fā)生的反應為：4OH4OH- - - 4e - 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 C.C.電解時，甲、乙、丙三池中，除電解時，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其余電兩極外，其余電 極均參加了反應極均參加了反應 D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變 B 3.

16、用鉑電極電解下表中各組物質的水溶液， 電解一段時間以后，甲、乙兩池中溶液的 pH值均減小，而在和兩極，電極產(chǎn)物 的物質的量之比為12的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 4.為下圖所示裝置中，為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，都是惰性電極， 通電一段時間后，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下極附近溶液呈紅色。下 列說法正確的是列說法正確的是 AX是正極，是正極，Y是負極是負極 BX是負極，是負極，Y是正極是正極 CCuSO4溶液的溶液的PH值逐漸減小值逐漸減小 DCuSO4溶液的溶液的PH值不變值不

17、變 a X Y bPt Cu CuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液 AC 5.用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，溶液中， 通電電解。當電解液的通電電解。當電解液的PH值從值從6.0變?yōu)樽優(yōu)?.0時時(設電設電 解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體 積變化可以忽略積變化可以忽略)，電極上析出銀的質量大約是：，電極上析出銀的質量大約是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg B （2 2）對該裝置的有關敘述正確的是）對該裝置的有關敘述正確的是 A. PA. P是電源的正極是電源的正極 B.

18、FB. F極上發(fā)生的反應為：極上發(fā)生的反應為：4OH4OH- - - 4e - 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 C.C.電解時，甲、乙、丙三池中，除電解時，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，兩極外， 其余電極均參其余電極均參 加了反應加了反應 D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變 B 鞏固練習鞏固練習 1如圖所示：如圖所示： 通電后通電后A極上析出極上析出Ag (1) 判斷電源以及甲、判斷電源以及甲、 乙、丙三池中的電乙、丙三池中的電 極名稱，并分別書極名稱，并分別書 寫電極反應式寫電極反應式 二、

19、電解原理的應用二、電解原理的應用 電解飽和食鹽水反應原理電解飽和食鹽水反應原理 思考思考: （1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象? 若在兩極附近均滴加酚酞試液，會若在兩極附近均滴加酚酞試液，會 有什么現(xiàn)象有什么現(xiàn)象? （2）怎樣初步檢驗兩極產(chǎn)物的生成）怎樣初步檢驗兩極產(chǎn)物的生成? （3）結合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象）結合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象 的原因。的原因。 在在U型管里裝入飽和食型管里裝入飽和食 鹽水，用一根碳棒作陽鹽水，用一根碳棒作陽 極，一根鐵棒作陰極。極，一根鐵棒作陰極。 接通直流電源接通直流電源 實驗裝置實驗裝置 1.電解食鹽水電解食鹽水 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽極：

20、有氣泡產(chǎn)生，陽極：有氣泡產(chǎn)生， 使?jié)駶櫟牡矸凼節(jié)駶櫟牡矸跭I 溶液變藍溶液變藍 陰極：有氣泡產(chǎn)生，陰極：有氣泡產(chǎn)生， 滴加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅 陽極：陽極：2Cl-2e- =Cl2 陰極：陰極：2H+2e- =H2 總式：總式： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 (條件條件:通電通電) 實驗裝置實驗裝置 （1）生產(chǎn)設備名稱：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設備名稱：離子交換膜電解槽 陰極：碳鋼陰極：碳鋼 陽極：鈦陽極：鈦 陽離子交換膜：只允許陽離子通過陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl 、 、OH 離子和氣體不能通過 離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰，把電解槽隔成陰 極室和陽

21、極室。極室和陽極室。 （2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用： a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸； b、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成 ，而影響，而影響 氫氧化鈉的產(chǎn)量。氫氧化鈉的產(chǎn)量。 氯堿工業(yè)氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿 + Cl2 Cl2 Cl H2 Na+ H+ OH 淡鹽水淡鹽水 NaOH溶液溶液 精制飽和精制飽和 NaCl溶液溶液 H2O（含少量（含少量NaOH） 離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極 金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng) 陰陰 極極 碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng) 陽陽 極極 室室 陰陰 極極 室室 粗鹽的成份：粗鹽的成份： 泥

22、沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42 雜質，會與 雜質，會與 堿性物質反應產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜堿性物質反應產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜 精制食鹽水精制食鹽水 雜質的除去過程：雜質的除去過程： 粗鹽水粗鹽水 含少量含少量 Ca2+.Mg2+ 精制精制 鹽水鹽水 )SO( BaCl 2 4 2 除 過量 )(除泥沙及沉淀 過濾 )Ba.Ca( CONa 22 32 除 過量 )CO( 2 3 除 適量鹽酸 )Mg.Ca( 22 除 陽離子交換塔 )Fe.Mg( NaOH 32 除 過量 2.2.銅的電解精煉銅的電解精煉 一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這

23、種一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種 粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的 導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。 粗銅粗銅 含雜質含雜質(Zn Fe Ni Ag Au 等等) 純銅純銅 粗銅粗銅 陽極：陽極： Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e- Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni Cu Ag Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- Cu 陽極泥陽極泥 問：電解完后，問：電解

24、完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？ CuSO4溶液溶液 3. 3. 電電 鍍鍍 電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合 金的過程，它是電解原理的又一重要應用。金的過程，它是電解原理的又一重要應用。電鍍可以使金屬更電鍍可以使金屬更 加美觀耐用，增強防銹抗腐能力加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的。例如，鋼鐵是人們最常用的 金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵 發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、發(fā)

25、生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、 銅、鉻、鎳等。銅、鉻、鎳等。 鐵鐵 片片 銅銅 片片 硫酸銅溶液硫酸銅溶液 電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 或惰性電極或惰性電極 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。 溶液中溶液中CuSO4的濃度保持不變的濃度保持不變或變小或變小 陽極：陽極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al 4.冶煉鋁冶煉鋁 通電通電 總式：總式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理: 助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸

26、鈉）六氟合鋁酸鈉） 陽極材料陽極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補充和熔融氧化鋁需要定期補充 思考思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而 不用不用AlCl3? 冶煉鋁設備圖冶煉鋁設備圖 陽極陽極C 電解質電解質 煙罩煙罩 熔融熔融 態(tài)鋁態(tài)鋁 鋼殼鋼殼 鋼導電棒鋼導電棒 陰極陰極C 耐火耐火 材料材料 電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池、電解精煉池、電鍍池的比較 電解池電解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池 定義定義 形成形成 條件條件 電極電極 名稱名稱 電極電極 反應反應 將電能轉變成化學能將電能轉變成化學能 的裝置。的裝置。 應用電解

27、原理在某些應用電解原理在某些 金屬表面鍍上一層其金屬表面鍍上一層其 它金屬的裝置。它金屬的裝置。 兩電極接直流電源兩電極接直流電源 電極插人電解質溶液電極插人電解質溶液 形成閉合回路形成閉合回路 鍍層金屬接電源正極鍍層金屬接電源正極 待鍍金屬接電源負極待鍍金屬接電源負極 電鍍液須含有鍍層金電鍍液須含有鍍層金 屬的離子屬的離子 陽極：電源正極相連陽極：電源正極相連 陰極：電源負極相連陰極：電源負極相連 陽極：鍍層金屬；陽極：鍍層金屬； 陰極：鍍件陰極：鍍件 陽極：氧化反應陽極：氧化反應 陰極：還原反應陰極：還原反應 陽極：氧化反應陽極：氧化反應 陰極：還原反應陰極：還原反應 應用電解原理將不純應

28、用電解原理將不純 的金屬提純的裝置。的金屬提純的裝置。 不純金屬接電源正極不純金屬接電源正極 純的金屬接電源負極純的金屬接電源負極 電解質溶液須待提純電解質溶液須待提純 金屬的離子金屬的離子 陽極：不純金屬；陽極：不純金屬； 陰極：純金屬陰極：純金屬 陽極：氧化反應陽極：氧化反應 陰極：還原反應陰極：還原反應 1. a 、b哪一極為正極？哪一極為正極？ 2. 若要給鐵叉鍍鋅，若要給鐵叉鍍鋅， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？ 3. 若要給鐵叉鍍金，若要給鐵叉鍍金， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？ 思考思考: e- 金屬性強弱的判

29、斷金屬性強弱的判斷 已知已知M+N2+=M2+N Pt極電解相同濃度極電解相同濃度P 和和M的硫酸鹽，陰極先析出的硫酸鹽，陰極先析出M N與與E有導線相連放有導線相連放 入入E的硫酸鹽溶液的硫酸鹽溶液,電極反應：電極反應：E2+2e-=E，N-2e- =N2+，則四種金屬活潑性由強到弱為，則四種金屬活潑性由強到弱為 答案：答案：PMNE 工業(yè)上采用工業(yè)上采用Fe、C為電極電解為電極電解K2MnO4溶液制溶液制KMnO4 1.電解時電解時,應以應以 作陰極，電解過程中陰極附近溶液作陰極，電解過程中陰極附近溶液 pH將會將會 , 2.陽極反應式為陽極反應式為 , 3.總電解反應式為總電解反應式為

30、. 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2 答案答案:Fe 增大增大 MnO42_e e- - =MnO4 電解計算電解計算電子守恒法電子守恒法 例一例一 ： 鉑電極電解鉑電極電解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合 溶液溶液,通電一段時間通電一段時間,兩極均產(chǎn)生兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P) 氣體氣體.求電解后溶液的求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物并確定析出銅的物 質的量質的量. 解析：陽極解析：陽極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽極轉移電子的物質的量為陽極轉移電子的物質的量為: 0.54 = 2mol,

31、消耗消耗 4OH- 2mol,即產(chǎn)生即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成陰極生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中 C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2轉移的電子轉移的電子:0.5 2=1mol,故還有故還有1mole- 用于還原用于還原Cu2+,可析出銅為可析出銅為0.5mol. O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH 計算計算關系式：關系式： 例二例二 ： 用石墨電極電解用石墨電極電解100mL H2SO4與與CuSO4的混合的混合 液，通電一段時間后，兩極均收集到液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）氣（標況）氣 體，則原混合液中體，則原

32、混合液中Cu2+的物質的量濃度為（的物質的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L A 陽極O2為0.1mol，電子為0.4mol 則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A 例三例三 ： 某硝酸鹽晶體化學式為某硝酸鹽晶體化學式為M(NO3)xnH2O，式量為，式量為 242，將，將1.21g該晶體溶于水配成該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電溶液，用惰性電 極進行電解。當有極進行電解。當有0.01 mol 電子轉移時，溶液中金屬離電子轉移時，溶液中金屬離 子全部析出，此時陰極增重子全部析出，此時陰極增重0.32g。求：。求： 金屬

33、金屬M的相對原子質量及的相對原子質量及 x、n 值；值； 電解溶液的電解溶液的pH（溶液體積仍為（溶液體積仍為100mL）。）。 Mx+ + xe- = M 0.005mol 0.01mol 0.32g 所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3 產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1 1.1.右圖中右圖中x x、y y分別是直分別是直 流電源的兩極流電源的兩極, ,通電后發(fā)通電后發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)a a極板質量增加極板質量增加,b,b極板極板 處有無色無臭氣體放出處有無色無臭氣體放出, , 符合這一情況的符合這一情況的 A 練練 習習 2. 根據(jù)金屬活動順序表，根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應

34、：不能發(fā)生如下反應： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但選擇恰當電極材料但選擇恰當電極材料 和電解液進行電解，這個反應就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四和電解液進行電解，這個反應就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四 種電極材料和電解液中，能實現(xiàn)該反應最為恰當?shù)氖欠N電極材料和電解液中，能實現(xiàn)該反應最為恰當?shù)氖?ABCD 陽極陽極石墨石墨 CuCuCu 陰極陰極石墨石墨石墨石墨 FePt 電解液電解液 CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液 H2O B 3.德國人哈伯發(fā)明了合成氨技術德國人哈伯發(fā)明了合成氨技術 而獲得而獲得1918年諾貝爾化學獎，但年諾貝爾化學獎，但 該方法須在高溫高壓催化劑，否該

35、方法須在高溫高壓催化劑，否 則難以自發(fā)進行。則難以自發(fā)進行。2000年希臘化年希臘化 學家斯佳在學家斯佳在科學科學雜志上公布雜志上公布 了他的新發(fā)明在常壓下把氫氣與了他的新發(fā)明在常壓下把氫氣與 氮氣通入一加熱到氮氣通入一加熱到570的電解的電解 池（如圖）氫氮在電極上合成氨，池（如圖）氫氮在電極上合成氨， 而且轉化率高于哈伯法的五倍，而且轉化率高于哈伯法的五倍， 達到達到80%. 該電解池采用了能傳導某種離子（該電解池采用了能傳導某種離子（ H+、 Li+、F-、 O2- ）的）的 固體復合氧化物為電解質（簡稱固體復合氧化物為電解質（簡稱SCY），吸附在），吸附在SCY內外側表內外側表 面的金

36、屬鈀多孔多晶薄膜為電極。面的金屬鈀多孔多晶薄膜為電極。 寫出上文中電解池的陰陽極反應式和電解池總反應式。寫出上文中電解池的陰陽極反應式和電解池總反應式。 固體復合氧化物固體復合氧化物 答案：答案： 陽極：陽極：3H26H+6e 陰極：陰極：N2+6H+6e2NH3 通電通電 電解反應電解反應 ：N2+3H2 2NH3 4.在如下的裝置中進行電解，并已知鐵極的質量減在如下的裝置中進行電解，并已知鐵極的質量減 小小11.2克?？恕?（1）A是電源的是電源的 極極 （2）電解過程中，電路中通過）電解過程中，電路中通過 摩電子摩電子 （3）Ag極的電極反應是極的電極反應是 ；析出物質是；析出物質是 克

37、克 （4）Cu(a)的電極反應是的電極反應是 ； （5）Cu(b)的電極反應是的電極反應是 。 5.按照下圖接通線路，反應一段時間后，回答下列問題按照下圖接通線路，反應一段時間后，回答下列問題 （假設所提供的電能可以保證電解反應的順利進行）：（假設所提供的電能可以保證電解反應的順利進行）： （1）U型管內發(fā)生什么現(xiàn)象型管內發(fā)生什么現(xiàn)象?寫出有關反應的化學方程式寫出有關反應的化學方程式 （2）在）在A b燒杯中發(fā)生什么現(xiàn)象燒杯中發(fā)生什么現(xiàn)象 （3）如果小燒杯中有）如果小燒杯中有0.508克碘析出，問大燒杯中，負極克碘析出，問大燒杯中，負極 減輕多少克減輕多少克? 6.按下圖的裝置進行電解實驗：按

38、下圖的裝置進行電解實驗：A極是銅鋅合金，極是銅鋅合金， B極為純銅，電解質中含有足量的銅離子。通極為純銅，電解質中含有足量的銅離子。通 電一段時間后，若電一段時間后，若A極恰好全部溶解，此時極恰好全部溶解，此時B極極 質量增加質量增加7.68克，溶液質量增加克，溶液質量增加0.03克，則克，則A合合 金中金中Cu、Zn原子個數(shù)比為原子個數(shù)比為 A 41 B 31 C 21 D 任意比任意比 FeCu 氯化銅氯化銅 溶液溶液 氯化銅溶液氯化銅溶液 Cu C 氯化銅溶液氯化銅溶液 Cu C 1、寫出下列裝置的電極反應，并標明氧化反應還原反應、寫出下列裝置的電極反應，并標明氧化反應還原反應 A B

39、D C FeCu 氯化鈉氯化鈉 溶液溶液 練練 習習 （ A ） （B） （C） （D） CuSO4 AgNO3 AgNO3 NaHSO4 AgCu Cu CPt Pt Ag Fe 2、寫出下列裝置的極反應，并判斷、寫出下列裝置的極反應，并判斷A、B、C溶液溶液PH 值的變化。值的變化。 練練 習習 1、池型的判斷、池型的判斷 有外加電源一定為電解池，無外加電源一定為原電池；有外加電源一定為電解池，無外加電源一定為原電池； 多池組合時，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是多池組合時，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是 在原電池帶動下的電解池。在原電池帶動下的電解池。 小結：一、原電池與電解池

40、的比較及判斷：小結：一、原電池與電解池的比較及判斷： 3、電解池放電順序的判斷、電解池放電順序的判斷 陽極放電：陽極放電： 1）惰性電極：）惰性電極：則溶液中陰離子放電。則溶液中陰離子放電。 2）非惰性電極）非惰性電極：電極材料首先失電子。：電極材料首先失電子。 陰極放電：陰極放電：電極材料受保護，溶液中陽離子放電。電極材料受保護，溶液中陽離子放電。 2、電極的判斷、電極的判斷 原電池，看電極材料，電解池看電源的正負極。原電池，看電極材料，電解池看電源的正負極。 4、判斷溶液的、判斷溶液的pH變化：變化： 先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物。先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物。 （1 1）如果

41、只產(chǎn)生氫氣而沒有氧氣，只）如果只產(chǎn)生氫氣而沒有氧氣，只pH變大；變大； （2 2）如果只產(chǎn)生氧氣而沒有氫氣，只）如果只產(chǎn)生氧氣而沒有氫氣，只pH變小；變小； （3 3）如果既產(chǎn)生氫氣又產(chǎn)生氧氣）如果既產(chǎn)生氫氣又產(chǎn)生氧氣 若原溶液呈酸性則若原溶液呈酸性則pH減小；減小； 若原溶液呈堿性若原溶液呈堿性pH增大；增大； 若原溶液呈中性若原溶液呈中性pH不變。不變。 3 3. .右圖中右圖中x x、y y分別是直分別是直 流電源的兩極流電源的兩極, ,通電后發(fā)通電后發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)a a極板質量增加極板質量增加,b,b極板極板 處有無色無臭氣體放出處有無色無臭氣體放出, , 符合這一情況的符合這一情況的 A

42、練練 習習 電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 小結：二、電解池的應用小結：二、電解池的應用-電鍍及氯堿工業(yè)電鍍及氯堿工業(yè) 待鍍制品待鍍制品 銅片銅片 硫酸銅溶液硫酸銅溶液 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。 電解質溶液：溶液中電解質溶液：溶液中CuSO4的濃度保持不變。的濃度保持不變。 1、電鍍電鍍 氯堿工業(yè)原理氯堿工業(yè)原理 氯堿工業(yè)（離子膜法）氯堿工業(yè)（離子膜法） + 精制飽和精制飽和NaCl 淡鹽水淡鹽水 Cl2H2 NaOH溶液溶液 H2O含少量含少量NaOH Cl Cl2 H+ OH Na+ Na+交換膜

43、交換膜 舉例：舉例： 1、a 極變細，極變細，b 極變粗：極變粗： 2、a 極變細，極變細，b 極有氣泡：極有氣泡： 3、a 極變粗，極變粗， b 極有氣泡：極有氣泡： 4、a 極有氣泡極有氣泡, b 極有氣泡，且氣體體積比為極有氣泡，且氣體體積比為2 ：1 5、a 極有氣泡極有氣泡, b 極有氣泡極有氣泡;陰極加酚酞變紅陰極加酚酞變紅 拓展練習拓展練習 4、下列圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實驗 數(shù)天后數(shù)天后 數(shù)天后數(shù)天后 圖一圖一圖二圖二 （1）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是：）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是： （2）圖一說明原溶液呈）圖一說明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，

44、腐蝕， 電極反應為：電極反應為： （3）圖二說明原溶液呈）圖二說明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕， 電極反應為電極反應為： 發(fā)生了原電池 反應 中性或弱堿吸氧 負極：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+ 2+ ； 正極：2H 2H2 2O +OO +O2 2 +2e +2e =4OH =4OH- - 負極：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+ 2+ ；正極：2H 2H+ + +2e = H +2e = H2 2 較強酸性析氫 練練 習習 小結：三、電解池及原電池的應用小結：三、電解池及原電池的應用-金屬的防護金屬的防護 1）金屬腐蝕快慢的判斷）金屬腐蝕快

45、慢的判斷 2）金屬的防護方法）金屬的防護方法 外加電源的陰極保護法外加電源的陰極保護法 犧牲負極的正極保護法犧牲負極的正極保護法 5.下列裝置暴露空氣中一段時間下列裝置暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快到慢鐵的腐蝕由快到慢 順序順序 . Fe FeC FeZn FeZn FeSn A(海水海水) B(海水海水) C(海水海水) D(海水海水) FeSn F(天然水天然水) E(海水海水) DE F AC B 拓展練習拓展練習 6 6、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一 組結構相似的充滿二氧化鉛的鉛板組成，用組結構相似的充滿二

46、氧化鉛的鉛板組成，用H H2 2SOSO4 4作電解液?？傋麟娊庖骸？?反應式為：反應式為：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O （1 1）試寫出放電時的正、負極反應式）試寫出放電時的正、負極反應式 正極正極:_:_ 負極負極:_:_ （2 2）試寫出充電時的陽、陰極反應式）試寫出充電時的陽、陰極反應式 陽極陽極:_:_ 陰極陰極:_:_ PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e +2e- - =PbSO =PbSO4 4+2H+2H2 2O O PbPb+ + SOSO4 42- 2

47、- 2e2e- - =PbSO =PbSO4 4 練練 習習 PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - =PbO =PbO2 2 + + 4H 4H+ +SO+SO4 42- 2- PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - =Pb =Pb + SO + SO4 42- 2- 小結：四、原電池電解池的應用小結：四、原電池電解池的應用-可充電電池可充電電池 陰極：陰極： 正極：正極：還原反應極還原反應極 得電子極得電子極電子流入極電子流入極 放電：原電池放電：原電池 充電：電解池充電：電解池 負極：負極： 陽極：陽極：氧化反應極氧化反應極電子流出極電子流出極失電子極失電子極 氧化反應極氧化反應極 失電子極失電子極電子流出極電子流出極 還原反應極還原反應極得電子極得電子極 電子流入極電子流入極 此電池放電時，負極發(fā)生反應的物質為此電池放電時，負極發(fā)生反應的物質為 A