第3節(jié) 電解池(整理)

第四章電化學基礎第3節(jié)電解池

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ZnCuCCCuCl2溶液寫出右圖的電極反應、總反應。負極：Zn–2e-=Zn2+正極：Cu2+＋2e-=CuZn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液原電池是把化學能轉變成電能的裝置。知識回顧實驗4-2向氯化銅溶液中通入直流電現(xiàn)象陽極---有氣泡產(chǎn)生，濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。陰極---有紅色的固體結論陽極---陰極---2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu總反應式：CuCl2==Cl2↑+Cu通電思考與交流:(1)通電前，氯化銅溶液里主要存在哪些離子？這些離子的運動情況怎樣？(2)通電后，這些離子的運動情況有什么改變？(3)當離子定向運動到電極表面上時，發(fā)生了什么變化？實踐探究：1、向氯化銅溶液中通入直流電離子定向移動的方向:

陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動.電子的流向:

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。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）一、電解原理P80電解：電流通過電解質溶液（或熔化的電解質）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。電解池：把電能轉化為化學能的裝置叫做電解池(電解槽)。電解池結構： 直流電源

電解質溶液 電極(常用惰性電極：Pt、Au或石墨)陽極：接電源正極陰極：接電源負極電解池與原電池有哪些異同P82①兩電極接直流電源②電解質溶液③形成閉合回路①活潑性不同的兩電極②電解質溶液③形成閉合回路形成條件將電能轉變成化學能的裝置將化學能轉變成電能的裝置定義裝置實例電解池原電池裝置電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負極→電解池陰極電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子負極：氧化反應，金屬失電子正極：還原反應，溶液中的陽離子得電子電極反應陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連負極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導電的非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負極正極導線4、電解產(chǎn)物：a：決定于放電能力

陽離子：（在陰極）水電離產(chǎn)生時濃度極小

陰離子：（在陽極）

S2-＞SO32-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-金屬單質(Pt、Au除外)＞知識點2：電解原理Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+（反思）b：決定于離子濃度(實驗事實)4、電解產(chǎn)物：知識點2：電解原理惰性電極與活性電極：

惰性電極(鉑、金、石墨)：僅僅導電，不參與反應?；钚噪姌O（除鉑、金外的金屬）：既可以導電、又可以參與電極反應。電解飽和食鹽水石墨石墨飽和NaCl溶液【實驗4-3】以惰性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，并以濕潤的淀粉KI試紙檢驗陽極產(chǎn)物，預測實驗現(xiàn)象。電解飽和食鹽水實驗觀察到的現(xiàn)象：陽極：陰極：放出有刺激性氣味的氣體，能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍放出無色、無味氣體，附近溶液變紅2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解石墨石墨飽和NaCl溶液陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2↑(2H2O2H++2OH-)1、溶液中哪些微粒？2、陽極區(qū)有哪些離子陰極區(qū)又有哪些離子？3、哪個離子先放電？石墨石墨飽和NaCl溶液2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑電解

陽極：4OH--4e-＝2H2O+O2↑

(4H2O4H++4OH-)

陰極：2Cu2++4e-＝2Cu總反應式石墨石墨CuSO4溶液

電解2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律小結：電解類型舉例電極反應物質類別實例含氧酸H2SO4強堿NaOH

Na2SO4陽極：4OH_-4e_=O2↑+2H2O陰極：2H++2e—=H2↑減小增大不變H2O溶劑電解溶液pH變化活潑金屬的含氧酸鹽溶液復原方法

電解2H2O＝O2↑+2H2↑用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律小結：舉例電極反應物質類別實例

無氧酸HCl

CuCl2陽極：2Cl—-2e—

=Cl2↑陰極：2H++2e—

=H2↑陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu增大增大HClCuCl2溶質電解電解類型不活潑金屬的無氧酸鹽溶液pH變化溶液復原方法用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律小結：電解類型舉例電極反應物質類別實例

NaCl

陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑陽極：4OH_-4e_=O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e—=2Cu減小增大HClCuO溶質溶劑同時電解溶液pH變化溶液復原方法活潑金屬的無氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4用惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律小結：電解類型舉例電極反應溶液pH變化溶液復原方法物質類別實例含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽NaCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH_-4e_

=O2↑+2H2O陰極：2H++2e—=H2↑陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu陽極：4OH_-4e_=O2↑+2H2O陰極：2Cu2++4e—=2Cu減小減小增大增大增大增大不變H2OHClCuCl2HClCuO溶劑電解溶質電解溶質溶劑同時電解氫氣氧氣

電解2H2O==2H2↑＋O2↑

+_電極反應總反應式：陽極：4OH_-4e_=O2↑+2H2O陰極：2H++2e—=H2↑練習1、寫出下列電解電極反應及總反應方程式(惰性電極，溶液)：H2SO4 HCl NaOHNa2SO4 CuCl2 AgNO3KCl

練習2、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶液時，陰極析出的物質是_____；陽極產(chǎn)物是_____。3、兩極都用銀片作電極電解AgNO3時，陽極的產(chǎn)物是____；陰極的產(chǎn)物是____。Cu、H2Cl2、O2AgAg+4、pH＝a的某電解質溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH〉a，則該電解質可能是A、NaOHB、H2SO4

C、AgNO3D、Na2SO4A5、試寫出下列裝置中所發(fā)生的電極反應方程式。石墨石墨粗銅純銅純銅鐵CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A)(B)(C)6.大家知道：Cu＋H2SO4(稀)＝CuSO4＋H2↑通常不能發(fā)生。請回答：⑴試說明此反應在一般情況下不能發(fā)生的原因是：

。⑵若向稀硫酸中通入熱的空氣，則發(fā)現(xiàn)銅會逐漸溶解。試寫出有關反應的化學反應方程式：

。⑶根據(jù)你學過的知識，設法使題中的反應能夠發(fā)生。具體的方法是：；反應原理是：

。二、電解原理的應用——氯堿工業(yè)陽極（石墨）： 2Cl—－2e—=Cl2↑

【氧化反應】陰極（石墨）： 2H++2e—=H2↑

【還原反應】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解(一)電解飽和食鹽水反應原理(二)離子交換膜法制燒堿1、裝置陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂有鈦釕等氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)(涂有鎳涂層)陽離子交換膜：只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過。陰極室產(chǎn)物：

NaOH、H2陽極室產(chǎn)物：Cl2+-精制飽和食鹽水水(含少量NaOH)Cl2H2NaOH溶液淡鹽水Na+含氯漂白劑有機合成、造紙玻璃、肥皂紡織、印染有機合成氯化物合成農(nóng)藥金屬冶煉有機合成HCl鹽酸電解飽和食鹽水(三)以氯堿工業(yè)為基礎的化工生產(chǎn)H2NaOHCl2二、電解原理的應用——電鍍（1）陽極：陰極：電鍍液：電極反應：（2）實質：鍍層金屬。待鍍的金屬制品

用含有鍍層金屬離子的溶液。陽極材料參加反應的電解，電鍍過程中電鍍液的濃度保持不變。陽極陰極Zn－2e-=Zn

2+Zn2++2e-=Zn①粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）陰極（純銅）②比銅活潑的金屬：③比銅不活潑的金屬：④電解質溶液中CuSO4的濃度:二、電解原理的應用——電解精煉銅Zn、Fe、Ni只溶解，不析出

Au、Pt不溶解，而以單質沉積形成陽極泥；基本不變。Cu－2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu二、電解原理的應用——電冶金Na.Ca.Mg.Al等活潑的金屬的冶煉--電解法1、鈉的冶煉——電解熔融的NaCl陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應：2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑二、電解原理的應用——電冶金2、鋁的冶煉——電解熔融的Al2O3煙罩陽極C電解質熔融態(tài)鋁鋼殼鋼導電棒耐火材料陰極C陰極：

4Al3++12e-=4Al陽極：

6O2-－12e-=3O2↑總反應：

2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑鋁電解槽原電池、電解池、電鍍池的比較①兩電極接直流電源②電解質溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子形成條件將電能轉變成化學能的裝置應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置定義裝置實例電解池電鍍池裝置原電池、電解池、電鍍池的比較(續(xù))電源負極→電解池陰極電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應，金屬電極失電子陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子電極反應陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連名稱同電解池，但有限制陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極名稱電解池電鍍池裝置同電解池練習1、如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名稱、電極反應式、二池pH值的變化情況。2.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①和④兩極，電極產(chǎn)物的物質的量之比為1︰2的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClH2SO4

D3.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A．X是正極，Y是負極B．X是負極，Y是正極C．CuSO4溶液的PH值逐漸減小D．CuSO4溶液的PH值不變

a?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC4.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A.陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni2++2e—==NiB.電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加相等C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和PtD5、有兩只串聯(lián)的電解池（惰性電極），甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸鹽的稀溶液。電解時當甲池電極析出1.6gCu時，乙池電極析出5.4g金屬，則乙池的溶質可能是：A、NaNO3B、Mg(NO3)2

C、Al(NO3)3D、AgNO3D6.500mLKN