高中化學(xué)選4電解池

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池 【復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧】原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。想一想：構(gòu)成原電池的條件是什么想一想：構(gòu)成原電池的條件是什么? ?ZnCuCuCl2溶液溶液ee兩個(gè)活性不同的電極兩個(gè)活性不同的電極電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液( (一般與活潑性強(qiáng)一般與活潑性強(qiáng)的電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng)) )形成閉合回路形成閉合回路 (4)(4)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)【復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧】想一想：原電池的電極如何判斷想一想：原電池的電極如何判斷? ?ZnCuCuCl2溶液溶液ee負(fù)極負(fù)極正極正極

2、較活潑金屬較活潑金屬較不活潑金屬較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體或非金屬導(dǎo)體電子流出電子流出電子流入電子流入氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)聯(lián)想聯(lián)想* *質(zhì)疑質(zhì)疑 G Zn Cu CCCuCl2溶液溶液負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：CuCl2溶液溶液如果把兩根石墨棒作電極插入如果把兩根石墨棒作電極插入CuClCuCl2 2 溶液中，外接直流電源，這還是原電溶液中，外接直流電源，這還是原電池裝置嗎？池裝置嗎？【復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧】寫一寫：原電池的電極寫一寫：原電池的電極反應(yīng)式反應(yīng)式? ?Zn 2e- = Zn2+Cu2+ 2e- = CuZn+Cu2+ = Zn2+CuCuClCuCl2

3、 2溶液在電流的作用下發(fā)生了溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了化學(xué)變化，分解生成了CuCu和和ClCl2 2一、電解原理一、電解原理（以電解氯化銅為例）（以電解氯化銅為例）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4-24-2：用惰性：用惰性( (石墨石墨) )電極電解氯化銅溶液電極電解氯化銅溶液陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液有氣泡，氣體有刺有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使激性氣味，并能使 濕潤(rùn)濕潤(rùn)的的KI-KI-淀淀 粉試紙變藍(lán)粉試紙變藍(lán)碳棒上有一層紅色碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出的物質(zhì)析出現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陰極：陰極： 陽極：陽極：銅銅Cl2 結(jié)論：結(jié)論：電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬實(shí)驗(yàn)

4、分析：實(shí)驗(yàn)分析：一、電解原理一、電解原理1 1、電解：、電解： 使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、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。陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。2 2、電解池（、電解池（電解槽電解槽）：）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置注意：注意：電流必須是電流必須是直流電直流電而不是交流電。而不是交流電。 熔融態(tài)熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。的電解質(zhì)也能被電解。【思考思考1 1】電解池的兩極是怎樣確定的？電解池的兩極是怎樣確定的？ 、兩個(gè)電極及電極反應(yīng)、兩個(gè)電極及電極反應(yīng)陰極陰極：與電源：與電源負(fù)極負(fù)極相連相連電子流進(jìn)電子流進(jìn)還原還原反應(yīng)反應(yīng)陽極陽極：與電源

5、：與電源正極正極相連相連電子流出電子流出氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)、兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)、兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)eeCCCuCl2溶液溶液陰極陰極陽極陽極、兩個(gè)電極的類型：、兩個(gè)電極的類型：惰性電極惰性電極( (鉑、金、石墨鉑、金、石墨) )：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極活性電極( (除鉑、金外的金屬除鉑、金外的金屬) )：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)惰性電極與活性電極惰性電極與活性電極【思考思考2 2】形成電解池的條件是什么？形成電解池的條件是什么？ CuCuCuClCuCl2 2溶液溶液陰極陰極陽極陽極CCCuClCuCl2 2溶液溶液陰極陰

6、極陽極陽極4 4、形成電解池的條件、形成電解池的條件eeCCCuClCuCl2 2溶液溶液與電源相連的兩個(gè)電極與電源相連的兩個(gè)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陰極陰極陽極陽極【思考思考3 3】在電解過程中，電子、離子在電解過程中，電子、離子是如何形成閉合回路的呢？是如何形成閉合回路的呢？ 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年柫鞯诫娊獬氐年帢O，再?gòu)年枠O流回電源正極。極流回電源正極。（注意：（注意：電子只在外電路定向移動(dòng)，電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）不能從溶液中移動(dòng)）離子定

7、向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: :陽離子陽離子向向陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向陽極陽極移動(dòng)。移動(dòng)?！舅伎妓伎? 4】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？ eeCCCuClCuCl2 2溶溶液液陰極陰極陽極陽極5 5、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì) 對(duì)電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）通電時(shí)，對(duì)電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）通電時(shí)，電子電子從電從電源的源的負(fù)極負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的沿導(dǎo)線流入電解池的陰極陰極，電解質(zhì)的，電解質(zhì)的陽離子陽離子移向移向陰極陰極得電子發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)；電解質(zhì)的；電解質(zhì)的陰離子陰離子移向移向陽極陽極失去電子（有的是組成失

8、去電子（有的是組成陽極的金屬原子陽極的金屬原子失去電子）失去電子）發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)，電子電子從電解池的從電解池的陽極流出陽極流出，并沿導(dǎo)線，并沿導(dǎo)線流回流回電源的正極電源的正極。這樣，電流就依靠電解質(zhì)溶液（或。這樣，電流就依靠電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）里陰、陽離子的定向移動(dòng)而通過溶液熔融態(tài)電解質(zhì)）里陰、陽離子的定向移動(dòng)而通過溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)），所以電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電（或熔融態(tài)電解質(zhì)），所以電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的解質(zhì)）的導(dǎo)電過程導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的質(zhì)）的電解過程。電解過程?！舅伎妓伎? 5】如何書寫電極反應(yīng)方程式和總

9、方程式？如何書寫電極反應(yīng)方程式和總方程式？通式：通式：陰極：陰極：氧化劑氧化劑nene- -= =還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物陽極：陽極：還原劑還原劑nene- -= =氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物總電解反應(yīng)式：陰陽極反應(yīng)式相加所得的式子總電解反應(yīng)式：陰陽極反應(yīng)式相加所得的式子（考慮電子守恒考慮電子守恒）、電極反應(yīng)式的書寫：、電極反應(yīng)式的書寫：（以電解（以電解CuClCuCl2 2 為例）為例）eeCCCuClCuCl2 2溶液溶液陰極陰極陽極陽極陽離子移向陰極放電，陽離子移向陰極放電，陰離子移向陽極放電陰離子移向陽極放電陰極陰極：CuCu2+2+2e+2e- -Cu Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽極陽極：2Cl2Cl-

10、-2e-2e- - ClCl2 2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： CuCl2 Cu+Cl2 電解電解加加CuClCuCl2 2固體固體變小變小【思考思考6 6】電解后氯化銅的濃度如何變化？電解后氯化銅的濃度如何變化？【思考思考7 7】若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？【思考思考8 8】什么叫放電？什么叫放電？【思考思考9】為什么為什么Cu2+、Cl-放電，而不是放電，而不是H+和和OH-？ 【思考思考1010】陰陽離子的放電順序是什么？陰陽離子的放電順序是什么？ 無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶

11、液中的陽離子。陽離子在陰極應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：上放電順序是：陰極陰極: :陽離子放電順序陽離子放電順序7:離子放電順序【說明】：水溶液中只考慮：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+【H+】濃度很大時(shí)排在【H+】前面：Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+【H+】只在熔融狀態(tài)下放電：Al3+Mg2+Na+Ca2+K+鉀（鉀（K K+ +) )鈣鈣CaCa2+2+)()(鈉鈉NaNa+ +) )，鎂鎂(Mg(Mg2+2+) )和鋁和鋁AlAl3+3+) )；鋅鋅(Zn(Zn2+2+) )亞鐵亞鐵(Fe(Fe2+2+) )，錫錫(Sn(Sn2+2+) )鉛鉛(Pb(Pb2+

12、2+) )氫氫(H(H+ +) )；銅銅(Cu(Cu2+2+) )三鐵三鐵(Fe(Fe3+3+) )，汞汞(Hg(Hg2+2+) )和銀和銀(Ag(Ag+ +) )。得電子，難到易。得電子，難到易。陰極陽離子放電順序口訣 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽極失電金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進(jìn)人溶液，溶液中的陰離子被氧化成陽離子進(jìn)人溶液，溶液中的陰離子不能在電極上放電。子不能在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt (Pt 、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：則看溶液中的陰離子的失電子能力。此時(shí)根則看溶液中的陰離子的失電子能力。此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序加以判斷：據(jù)陰離子放

13、電順序加以判斷：陽極：放電順序陽極：放電順序說明：在水溶液中只考慮：S2-I-Br-Cl-OH-陽極放電論材料，活性優(yōu)于陰離放，陽極放電論材料，活性優(yōu)于陰離放，惰性電極作陽極，陰離放電順序?yàn)椋憾栊噪姌O作陽極，陰離放電順序?yàn)椋毫蛄?S(S2-2-) )碘碘(I(I- -) )溴溴(Br(Br- -) )，氯，氯(Cl(Cl- -) )氫氧氫氧(OH(OH- -) )；含氧酸根硝含氧酸根硝(NO(NO3 3- -) )硫硫(SO(SO4 42-2-) )碳碳(CO(CO3 32-2-）；）；失電子，易到難；氟（失電子，易到難；氟（F F- -) )失電子最困難失電子最困難。陽極陰離子放電順序口訣【

14、思考思考1111】電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中CuCu2 2和和ClCl放放電基本完畢后，電解過程是否也就停止了呢？電基本完畢后，電解過程是否也就停止了呢？ 溶液中溶液中CuCu2+2+和和ClCl放電完畢后，原溶液變?yōu)榧兎烹娡戤吅?，原溶液變?yōu)榧兯?，此時(shí)，在純水中存在水，此時(shí)，在純水中存在H H+ +和和OHOH， H H+ +在陰極放電，在陰極放電，OHOH在陽極放電，實(shí)際上是電解水的過程，所以：在陽極放電，實(shí)際上是電解水的過程，所以：陰極：陰極：4H+ + 4e = 2H2 陽極：陽極：4OH 4e =2H2O + O2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O = 2H2 + O2

15、【思考思考1212】在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。電解電解（1 1）溶液中所含陽離子：）溶液中所含陽離子：H H+ +、NaNa+ +， 放電順序：放電順序：H H+ + Na Na+ + 陰陰 極：極：2H2H+ + + 2e + 2e = H= H2 2 （2）溶液中所含陰離子：）溶液中所含陰離子：OH、Cl， 放電順序：放電順序：Cl OH 陽陽 極：極：2Cl 2e = Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 【

16、思考思考1313】氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。電解電解 熔融的氯化鈉中有熔融的氯化鈉中有Na+和和Cl- ，Na+在陰在陰極放電生成金屬鈉，極放電生成金屬鈉，Cl-在陽極放電生成氯在陽極放電生成氯氣。氣。陰極陰極：2Na2Na+ + +2e+2e- - = = 2Na2Na （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽極陽極：2Cl2Cl- - -2e-2e- - = Cl= Cl2 2 （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 電解陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分

17、析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）分析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 小結(jié)小結(jié)1：分析電解反應(yīng)分析電解反應(yīng)(用惰性電極時(shí)用惰性電極時(shí))的一般思路：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、陰極還原以及氧化性、根據(jù)陽極氧化、陰極還原以及氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，最后分析得出產(chǎn)物最后分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子【思考思考1515】電解與電離有哪些異同呢？電解與電離有哪些異同呢？ 陰陽離子定向移動(dòng)，陰陽離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成在兩極上失得電子成為原子或分子。如：為原子或分子

18、。如：CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2電離電離 電解電解 條件條件過過程程 特點(diǎn)特點(diǎn) 聯(lián)系聯(lián)系 通電通電電解質(zhì)溶于水或電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)受熱融化狀態(tài) 電解質(zhì)電離后，電解質(zhì)電離后，再通直流電再通直流電電解質(zhì)電離成為自電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子。如：由移動(dòng)的離子。如：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -只產(chǎn)生自由移動(dòng)只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子的離子 發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 【思考思考1616】電解池與原電池有哪些異同呢？電解池與原電池有哪些異同呢？ 小結(jié)小結(jié)2：

19、電解與電離比較：電解與電離比較：【思考思考1717】電解池有什么規(guī)律？電解池有什么規(guī)律？ 電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移離子的遷移方向方向發(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)的電極的電極反應(yīng)能否自發(fā)反應(yīng)能否自發(fā) 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

20、是氧化還原反應(yīng)小結(jié)小結(jié)3：原電池與電解池的比較原電池與電解池的比較:不自發(fā)不自發(fā)自發(fā)自發(fā)小結(jié)小結(jié)4 4：電解規(guī)律電解規(guī)律陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PHPH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽極陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小增大增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解1：電解電解質(zhì)型：陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PHPH值值復(fù)原復(fù)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 H

21、H2 2O ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 電解2：電解水型：陽極陽極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PHPH值值復(fù)原復(fù)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HClHClNaCl溶液溶液3：放氫生堿型：實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PHPH值值復(fù)原復(fù)原CuSOCuSO4 4陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽極陽極: 4OH: 4OH- - - - 4e 4e- - = 2H= 2H2 2O+OO+O2 2 陰極：陰極：

22、CuCu2+2+ 2e+ 2e- - = = CuCu減小減小減小減小 加加CuOCuOCuSO4溶液溶液 2CuSOCuSO4 4+ + 2H2H2 2O 2O 2Cu +Cu +O O2 2 + 2H+ 2H2 2SOSO4 4電解4：放氧生酸型：電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 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NaClNaCl、KClKCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSOCuSO4 4、AgNOAgNO3

23、3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SOSO4 4、H H2 2SOSO4 4 、NaOHNaOH陰極陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PHPH變化變化溶液溶液復(fù)原復(fù)原方法方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實(shí)例實(shí)例僅溶僅溶劑水劑水電解電解 僅溶僅溶質(zhì)電質(zhì)電 解解 溶質(zhì)溶質(zhì)和溶和溶劑都劑都電解電解 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)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陰極陰極:4H+ + 4e- = 2H2

24、陽極陽極:4OH-4e-=O2+2H2O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陽極陽極:2Cl- 2e- =Cl2陰極陰極:Cu2+2e- = Cu增大增大 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不活潑金屬不活潑金屬的含氧酸鹽的含氧酸鹽CuSO4陽極陽極:4OH-4e-=O2+2H2O陰極陰極:2Cu2+4e- = 2Cu減小減小CuO放氫生堿放氧生酸（1 1）電解時(shí)，只生成

25、）電解時(shí)，只生成H H2 2而不生成而不生成O O2 2，則溶液，則溶液的的pHpH 。 （2 2）電解時(shí)，只生成）電解時(shí)，只生成O O2 2而不生成而不生成H H2 2，則溶液，則溶液的的pHpH 。（3 3）電解時(shí)，既生成）電解時(shí)，既生成H H2 2又生成又生成O O2 2，則實(shí)際為，則實(shí)際為電解水。電解水。若為酸性若為酸性 pHpH ，若堿性溶液，則溶液的若堿性溶液，則溶液的pH pH ，若為中性，則若為中性，則pH pH 。增大增大減小減小減小減小增大增大不變不變小結(jié)5：電解過程中溶液pH的變化規(guī)律二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1 1、氯堿工業(yè)（、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水電解飽和

26、食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）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 +Cl2+H2 通電 （1）原理：食鹽水中存在的離子：）原理：食鹽水中存在的離子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-離子放電順序：離子放電順序：陽離子陽離子 H H+ + NaNa+ + 陰離子陰離子 ClCl- - OHOH- -電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：H+Na+Cl-OH-陰極陰極陽極陽極 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng)OHHClOHCl222222電解若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象

27、為：若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為： _ ，兩極極板上都有氣，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？ 陰極附近的溶液由無色變?yōu)殛帢O附近的溶液由無色變?yōu)榧t色紅色陽極陽極: :產(chǎn)生產(chǎn)生刺激刺激氣體使?jié)駶?rùn)氣體使?jié)駶?rùn)KIKI淀粉淀粉試紙變藍(lán)色試紙變藍(lán)色. . 陰極陰極: :產(chǎn)生產(chǎn)生無色、無味氣體無色、無味氣體(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)? .(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式: .第一個(gè)問題:ClCl2 2 +2NaOH =NaCl + NaClO + H +2NaOH =NaCl + NaClO + H2 2O O混合遇

28、火或遇強(qiáng)光爆炸混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決解決方法:使用離子交換使用離子交換膜膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題生產(chǎn)設(shè)備名稱生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽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(Cl、OHOH離子和氣體不能通過離子和氣體不能通過) )，把電解槽隔成陰極，把電解槽隔成陰極室和陽極室。室和陽極室。 離離子交換膜的作用：子交換膜的作用：a a、防止氫氣和氯氣混合；、防止氫氣和氯氣混合；b 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 ，而影響氫，而影響氫氧化

29、鈉的產(chǎn)量。氧化鈉的產(chǎn)量。（2 2）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+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaClNaCl溶液溶液H H2 2O O（含少量（含少量NaOHNaOH）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提示：提示：第二個(gè)問題：第二個(gè)問題：精精制制食鹽水食鹽水 由于粗鹽中含有泥沙、由于粗鹽中含有泥沙、CaCa2+2+ 、MgMg2+2+、 FeFe3+ 3+ 、SOSO4 42 2等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子交等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子

30、交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3 3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)合理的順序逐一除雜嗎？合理的順序逐一除雜嗎？2 2、用什么試劑除去、用什么試劑除去CaCa2+2+ 、MgMg2+2+、 FeFe3+3+ 、SOSO4 42 21 1、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題泥沙泥沙、NaNa+ +、 ClCl- -、MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、SOSO4 42-2-NaNa+ +、 ClCl- -、 .Mg.M

31、g2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、 SOSO4 42-2-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ NaNa+ +、 ClCl- -、 CaCa2+ 2+ 、 BaBa2+ 2+ 、引入引入OHOH- -NaNa+ +、 ClCl- -、COCO3 32-2-、OHOH- -NaNa+ +、 ClCl- -沉降沉降除泥沙除泥沙加入略過量加入略過量BaClBaCl2 2 溶液溶液除除SOSO4 42-2-加入略過量加入略過量NaNa2 2COCO3 3 溶液溶液除除CaCa2+2+. . BaBa

32、2+2+ 加入略過量加入略過量NaOH NaOH 溶液溶液除除FeFe3+ 3+ , , MgMg2+2+ 加入適量加入適量HClHCl溶液溶液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)PH PH 除除COCO3 32- 2- 、OHOH- -含氯漂白劑含氯漂白劑有機(jī)合成、造紙有機(jī)合成、造紙玻璃、肥皂玻璃、肥皂紡織、印染紡織、印染有機(jī)合成有機(jī)合成氯化物合成氯化物合成農(nóng)藥農(nóng)藥金屬冶煉金屬冶煉有機(jī)合成有機(jī)合成HCl鹽酸鹽酸電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水（3 3）以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)）以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)H2NaOH濕氯氣濕氯氣濕氫氣濕氫氣液堿液堿Cl2電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用-電鍍電鍍1. 1. 定義：定義：利用電解

33、原理在某些金屬的表面鍍上一薄利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。層其它金屬或是合金的過程。2. 2. 目的：目的：4. . 電鍍的特點(diǎn)：電鍍的特點(diǎn)：3. 3. 電鍍材料的選擇：電鍍材料的選擇：陰極陰極鍍件鍍件電鍍液電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液含有鍍層金屬離子的溶液陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 使金屬增強(qiáng)抗腐蝕使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬的能力，增加美觀和表面硬度。度。1 1）陽極本身參加電極反應(yīng)）陽極本身參加電極反應(yīng)2 2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變3 3、粗銅的電解精煉、粗銅的電解精煉+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液二、電解原理的

34、應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用問問: :電解完后電解完后,CuSO,CuSO4 4溶溶液的濃度有何變化？液的濃度有何變化？陽極：陽極： Zn-2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+Cu-2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽極泥陽極泥陽極泥陽極泥: : 相對(duì)不活潑的金相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底解槽底, ,形成陽極泥形成陽極泥電解精煉銅原理：電解精煉銅原理：粗銅的溶解與純銅的生成：粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：陽極（粗銅）：Cu Cu 2e2e- - = Cu

35、 = Cu2+2+陰極（純銅）：陰極（純銅）： CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu = Cu比銅活潑的金屬：比銅活潑的金屬：ZnZn、FeFe、NiNi只溶解，不析出；只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬：比銅不活潑的金屬：AuAu、PtPt不溶解，而以單質(zhì)沉不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽極泥；積形成陽極泥；電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液中CuSOCuSO4 4的濃度基本不變（略?。５臐舛然静蛔儯孕。Ｖ迫〗饘兮c制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽極陽極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)總反應(yīng)：2NaCl(熔融熔融)

36、 2Na + Cl2 通電 由于電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，所以電解法是冶由于電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要的方法。對(duì)于冶煉像煉金屬的一種重要的方法。對(duì)于冶煉像NaNa、CaCa、MgMg、AlAl這樣活潑的金屬，這樣活潑的金屬，電解法電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。4 4、電冶金、電冶金制取金屬鋁制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽極：陽極：6O 2- 12e- = 3O2陰極：陰極：4Al 3+ + 12e- = 4Al總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通電 冰晶石助熔劑：冰晶石（助熔

37、劑：冰晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6 六氟合鋁酸鈉）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(bǔ)充和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)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AlClAlCl3 3? ?AlClAlCl3 3為分子晶體，在熔融狀態(tài)下不電離，不導(dǎo)為分子晶體，在熔融狀態(tài)下不電離，不導(dǎo)電，不能被電解。電，不能被電解。冶煉鋁設(shè)備圖冶煉鋁設(shè)備圖陽極陽極C 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 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

38、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

39、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 1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書寫寫( (惰性電極，溶液惰性電極，溶液) )： H H2 2SOSO4 4HClHClNaOHN

40、aOH K K2 2SOSO4 4CuClCuCl2 2CuSOCuSO4 4 NaCl NaClKMnOKMnO4 42 2、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解CuClCuCl2 2、NaClNaCl的混合溶液的混合溶液時(shí)，陰極析出的物質(zhì)是時(shí)，陰極析出的物質(zhì)是_；陽極產(chǎn)物是；陽極產(chǎn)物是_。3 3、兩極都用銀片作電極電解、兩極都用銀片作電極電解AgNOAgNO3 3溶液時(shí)，陽溶液時(shí)，陽極的產(chǎn)物是極的產(chǎn)物是_；陰極的產(chǎn)物是；陰極的產(chǎn)物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗銅粗銅 純銅純銅 純銅純銅 鐵鐵CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B)

41、 (C)5 5、如圖所示裝置，指出、如圖所示裝置，指出A A、B B池的名稱、電極名池的名稱、電極名稱、電極反應(yīng)式、二池稱、電極反應(yīng)式、二池pHpH值的變化情況。值的變化情況。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe6.6.寫出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷寫出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A A、B B、C C溶液溶液PHPH值的變化。值的變化。7.7.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(duì)該裝置的有關(guān)，對(duì)該裝置的有關(guān)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)

42、生的反應(yīng)為：極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除電解時(shí)，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(yīng)極均參加了反應(yīng)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 8.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的pHpH值均減小，而在和兩極，電極產(chǎn)物值均減小，而在和兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之

43、比為1 12 2的是（的是（ ） 甲 乙 A B C D甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D9.9.為下圖所示裝置中，為下圖所示裝置中，a a、b b都是惰性電極，都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，通電一段時(shí)間后，b 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（ ）A AX X是正極，是正極，Y Y是負(fù)極是負(fù)極B BX X是負(fù)極，是負(fù)極，Y Y是正極是正極C CCuSOCuSO4 4溶液的溶液的PHPH值逐漸減小值逐漸減小D DCuSOCuSO4 4溶液的溶液的PHPH值不變值不變a X Y bPtCuCuS

44、O4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 例例1 1 ： 鉑電極電解鉑電極電解1LCu(NO1LCu(NO3 3) )2 2和和KNOKNO3 3混合溶液混合溶液, ,通電通電一段時(shí)間一段時(shí)間, ,兩極均產(chǎn)生兩極均產(chǎn)生11.2L(11.2L(標(biāo)況標(biāo)況) )氣體氣體. .求電解后求電解后溶液的溶液的pH,pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量并確定析出銅的物質(zhì)的量. .解析：陽極解析：陽極 4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2 陰極陰極 CuCu2+2+2e+2e- - =Cu 2H =Cu 2H+ +2e+2e- - =H =H2 2 陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0