電解池新課講解

1、第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池1、原電池：、原電池： 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：ZnCCuSO4溶液溶液負(fù)極負(fù)極 (Zn)：Zn2eZn2+正極正極 (C)： Cu2+ +2eCu(氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))ee(還原反應(yīng)還原反應(yīng))想一想：構(gòu)成原電想一想：構(gòu)成原電池的條件是什么池的條件是什么?3、原電池電極的判斷、原電池電極的判斷負(fù)極：負(fù)極： 較活潑金屬，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)較活潑金屬，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：正極：較不活潑金屬或非金屬，電子流入，發(fā)較不活潑金屬或非金屬，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)生還原反應(yīng)2、構(gòu)成原電池的條件：、構(gòu)成原電池的條件： 、具有不同的電極

2、，較活潑的金屬作負(fù)極，、具有不同的電極，較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬作正極。較不活潑的金屬或非金屬作正極。 、具有電解質(zhì)溶液、具有電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、形成閉合回路電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬現(xiàn)象：現(xiàn)象：與電源正極相連的電極上與電源正極相連的電極上有氣泡放出，與電源負(fù)極相有氣泡放出，與電源負(fù)極相連的電極上有紅色物質(zhì)析出連的電極上有紅色物質(zhì)析出CCCuCl2溶液溶液一、電解原理一、電解原理1、電解：、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。引起氧化還原反應(yīng)的過程。2、電解池：、電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝

3、置電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置3、形成電解池的條件、形成電解池的條件eeCCCuCl2溶液溶液、與電源相連的兩個電極、與電源相連的兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔化的、電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì)電解質(zhì)、形成閉合回路、形成閉合回路4、電極的判斷、電極的判斷陰極：陰極： 與電源與電源負(fù)極相連負(fù)極相連，電子流入，發(fā)生，電子流入，發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng)陽極陽極:與電源與電源正極相連正極相連，電子流出，發(fā)生，電子流出，發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)陰極陰極陽極陽極陰極陰極 ： Cu2+ +2e Cu 5、電極反應(yīng)的書寫：、電極反應(yīng)的書寫：陽極陽極 ： 2Cl 2eCl2總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuCl2 Cu+ Cl2 電解電解CC6、

4、電解時離子放電順序、電解時離子放電順序陰極陰極: 陽離子放電，得電子能力強(qiáng)先放電陽離子放電，得電子能力強(qiáng)先放電Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+陽極陽極:S2IBrCl OH含氧酸根離子含氧酸根離子 首先看電極，若是活性電極首先看電極，若是活性電極(金屬活金屬活動順序表動順序表 Ag以前以前(包括包括Ag)，則電極材料，則電極材料失電子失電子 。若是惰性電極。若是惰性電極(Pt、Au、石墨、石墨)，則放電順序如下：則放電順序如下：分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物根據(jù)陽極

5、氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方離子的遷移方向向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極的電極 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)的電極的電極 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移陽離子向陰極遷移原電池原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極負(fù)極正極正極陰離子向負(fù)極遷移陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移陽離子向正極遷移相同點(diǎn)相同點(diǎn)(從原理分析從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)7.原電池與電解池的比較原電池與電解池

6、的比較:（3 3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化 反應(yīng)（反應(yīng)（ ）（2 2）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程( ( ）1 1、判斷、判斷（1 1）電解、電離均需要通電才能實(shí)現(xiàn)（）電解、電離均需要通電才能實(shí)現(xiàn)（ ）鞏固提高：鞏固提高：二、電解規(guī)律的討論：二、電解規(guī)律的討論：(用用惰性電極惰性電極電解時電解時)C或或PtC或或Pt、電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時，實(shí)質(zhì)上是電解水。溶液時，實(shí)質(zhì)上是電解水。如電解如電解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液時其電極

7、反應(yīng)式為：等溶液時其電極反應(yīng)式為：陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極陰極： 4H+ +4e2H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，若要恢復(fù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的水即可。原來的濃度，只需加入一定量的水即可。、電解無氧酸溶液電解無氧酸溶液(氫氟酸除外氫氟酸除外)、不活潑金屬的、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，實(shí)質(zhì)上是電解質(zhì)本身被電解無氧酸鹽溶液時，實(shí)質(zhì)上是電解質(zhì)本身被電解。如電解鹽酸如電解鹽酸、CuCl2溶液等時溶液等時 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)

8、原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)(通入一通入一定量的定量的HCl氣體氣體)陽極陽極： 2Cl 2eCl2陰極陰極： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸電解鹽酸、電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解有一部分被電解，如電解，如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。陽極陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極陰極： 2Cu2+ +4e2Cu總反應(yīng)總反應(yīng)： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小

9、，若要恢電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解電解CuSO4溶液溶液:、電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水、電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。溶液等。 電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極陽極 (C)： 2Cl 2eCl2陰極陰極 (C)： 2H+ +2e H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaO

10、H+ Cl2 + H2 電解二、電解的類型（惰性電極電解水溶液）二、電解的類型（惰性電極電解水溶液）HNO3H2ONaOHH2ONaNO3H2O電解電解水型水型HClHClCuCl2CuCl2電解質(zhì)電解質(zhì)分解型分解型NaCl溶質(zhì)和水溶質(zhì)和水放氫生堿放氫生堿AgNO3溶質(zhì)和水溶質(zhì)和水放氧生酸放氧生酸？電解物質(zhì)電解物質(zhì)電極反應(yīng)電極反應(yīng)電解對象電解對象濃度濃度變化變化PH變化變化電解質(zhì)復(fù)電解質(zhì)復(fù)原所加物原所加物質(zhì)質(zhì)Na2SO4(ag)HCl(ag)CuCl2(ag)NaCl(ag)KBr(ag)CuSO4(ag)AgNO3(ag)用用惰性惰性電極電解下列溶液電極電解下列溶液陽極陽極:4OH-4e-=

11、2H2O+O2陰極陰極:2H+2e-=H2陽極陽極:2Cl-2e-=Cl2陰極陰極:2H+2e-=H2陽極陽極:2Cl-2e-=Cl2陰極陰極:Cu2+2e-=Cu陽極陽極:2Cl-2e-=Cl2陰極陰極:2H+2e-=H2陽極陽極:2Br-2e-=Br2陰極陰極:2H+2e-=H2陽極陽極:4OH-4e-=2H2O+O2陰極陰極:Cu2+2e-=Cu陽極陽極:4OH-4e-=2H2O+O2陰極陰極:Ag+e-=AgH2OHClCuCl2NaClH2OKClH2OCuSO4H2OAgNO3H2O增大增大減小減小減小減小減小減小減小減小減小減小減小減小不變不變增大增大增大增大增大增大減小減小減小

12、減小H2OHClCuCl2HClHBrCuOAg2OH2SO4(ag)NaOH(ag)陽極陽極:4OH-4e-=2H2O+O2陰極陰極:2H+2e-=H2H2O增大增大減小減小H2O陽極陽極:4OH-4e-=2H2O+O2陰極陰極:2H+2e-=H2H2O增大增大 增大增大H2O以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)極反應(yīng)式及總反應(yīng)陽極陽極 ： 2Cl 2eCl2陰極陰極 ：2H+ +2e H2 總反應(yīng)總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解電解三、電解原理的應(yīng)用三、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理、電解飽和食鹽水反

13、應(yīng)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(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象）結(jié)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(shí)驗裝置實(shí)驗裝置1.電解食鹽水電解食鹽水現(xiàn)象：現(xiàn)象：陽極：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(lán)溶液變藍(lán)陰極：有氣泡產(chǎn)生，陰極：有

14、氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變滴加酚酞溶液變紅紅實(shí)驗裝置實(shí)驗裝置（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設(shè)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，把電解槽隔成陰極室和陽極室。陰極室和陽極室。 （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(yīng)生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)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

15、法制燒堿+Cl2Cl2ClH2Na+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： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會與雜質(zhì)，會與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水精制食鹽水雜質(zhì)的除去過程：雜質(zhì)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(BaCl242除過量)(除泥沙及沉淀過濾)Ba.Ca(CONa2232除過量)CO

16、(23除適量鹽酸)Mg.Ca(22除陽離子交換塔)Fe.Mg(NaOH32除過量2、電鍍、電鍍、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。其它金屬或合金的過程。、電鍍池形成條件、電鍍池形成條件+鍍件鍍件鍍層金屬鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液含鍍層金屬離子的鹽溶液、鍍件作陰極、鍍件作陰極、鍍層金屬作陽極、鍍層金屬作陽極、含鍍層金屬陽離子、含鍍層金屬陽離子 的鹽溶液作電解液的鹽溶液作電解液3、銅的電解精煉、銅的電解精煉、粗銅所含的雜質(zhì)、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液、粗銅的精煉、粗銅的

17、精煉 以粗銅為陽極，以純以粗銅為陽極，以純銅為陰極，銅為陰極， 以以CuSO4溶液溶液為電解液進(jìn)行電解為電解液進(jìn)行電解陽極：陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 陰極：陰極： Cu2+ +2eCu陽極：陽極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al4.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 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）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?陽極

18、陽極C電解質(zhì)電解質(zhì)煙罩煙罩熔融熔融態(tài)鋁態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導(dǎo)電棒鋼導(dǎo)電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料冶煉鋁設(shè)備圖冶煉鋁設(shè)備圖電解池、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(yīng)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。的裝置。應(yīng)用電解原理在某些應(yīng)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(zhì)溶液電極插人電解質(zhì)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(fù)極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍

19、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(fù)極相連陰極：電源負(fù)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(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純應(yīng)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(fù)極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須待提純電解質(zhì)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(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)1、

20、寫出電極反應(yīng)式、寫出電極反應(yīng)式 Cu（） 。 Cu（） 。2、寫出直流電源的電極名稱、寫出直流電源的電極名稱 a: ,b: .2H2H2e2e- - H H2 2Cu-2eCu-2e- -CuCu2+2+CuH2SO4 CuSO4H2電解負(fù)極負(fù)極 正極正極直流電源 Cu（） Cu（）ab稀硫酸溶液稀硫酸溶液 2、在浸泡過碘化鉀溶液和、在浸泡過碘化鉀溶液和淀粉溶液的濾紙上，接上電源（如圖）。淀粉溶液的濾紙上，接上電源（如圖）。通電后，發(fā)現(xiàn)在通電后，發(fā)現(xiàn)在A處出現(xiàn)藍(lán)色。處出現(xiàn)藍(lán)色。（1）請寫出）請寫出A、B處的電極方程式和寫出總反應(yīng)處的電極方程式和寫出總反應(yīng) A、 ， B、 ， 總反應(yīng)：總反應(yīng)：

21、。 （2）若有）若有0.02mol電子流入電源正極，電子流入電源正極， 理論上可產(chǎn)生理論上可產(chǎn)生 molH2。AB+2I2I- - - - 2e2e- - = I= I2 22H2H+ + + 2e+ 2e- - =H=H2 22KI+2H2KI+2H2 2O 2KOH+IO 2KOH+I2 2+H+H2 2電解0.010.01電解原電解原理應(yīng)用理應(yīng)用氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)1反應(yīng)原理反應(yīng)原理:陽極陽極: 2Cl- 2e- = Cl2陰極陰極: 2H+ + 2e- = H2總反應(yīng)總反應(yīng): 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2通電通電工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來制取工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方

22、法來制取NaOHCl2和和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品列化工產(chǎn)品,稱為氯堿工業(yè)稱為氯堿工業(yè).2設(shè)備設(shè)備: 離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽-由陽極由陽極陰極陰極離子交換膜離子交換膜電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成成,每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成. 電解槽的電解槽的陽極陽極用金屬鈦網(wǎng)制成用金屬鈦網(wǎng)制成,為了延長電極使為了延長電極使用壽命和提高電解效率用壽命和提高電解效率,鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦釕釕等氧化物涂層等氧化物涂層;陰極陰極由碳鋼網(wǎng)制成由碳鋼網(wǎng)制成,上面涂有鎳涂上面涂有鎳涂層層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室.陽離子交換膜有一種陽離子交換膜有一種特殊特殊的性質(zhì)的性質(zhì), 即它只允許陽即它只允許陽離子通過離子通過,而阻止陰離子和氣體通過而阻止陰離子和氣體通過.這樣即能防這樣即能防止陰極產(chǎn)生的止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起相混合而引起