電解池的工作原理及應(yīng)用

①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)②與電源正極相連的電極上有氣泡析出，刺激性氣味,能使?jié)駶櫟矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)；③與電源負(fù)極相連的電極上有紅色物質(zhì)析出CuCl2溶液CC思考:1.通電前溶液中有哪些離子?如何運動?2.通電后如何運動?3.產(chǎn)生什么現(xiàn)象?為什么?一、電解原理電解: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。①電流是發(fā)生反應(yīng)的動力(使不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)順利進(jìn)行)②陰陽離子做定向移動的導(dǎo)電過程,也就是兩極發(fā)生氧化還原的過程,即電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程即為電解過程③電流是直流電。④在電解過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。二、電解池：1、定義：電能轉(zhuǎn)化為的化學(xué)能的裝置2、形成電解池的條件：

⑴與電源相連的兩個電極⑵電解質(zhì)溶液或熔化電解質(zhì)⑶形成閉合回路3、電極名稱：

陰極:與電源負(fù)極相連,進(jìn)電子,還原反應(yīng)陽極:與電源正極相連,出電子,氧化反應(yīng)4、電極材料

惰性電極：C、Pt、Au不發(fā)生反應(yīng)活性電極：Ag及以前金屬，作陽極則溶解電解熔融氯化鈉(見課本P17原理圖)通電前,Na+Cl-在__________運動。通電后,Na+向__極(與電源____相連)移動，Cl-向___極(與電源____相連)移動。 電子從電源負(fù)極流向_________極,電極反應(yīng)為__________,發(fā)生_______反應(yīng)。 電子從電解池陽極流向_______極,電極反應(yīng)為__________,發(fā)生_______反應(yīng)。 總反應(yīng)為_______________________。陰無規(guī)則自由負(fù)極陽正極電解池陰2NaCl

2Na+Cl2↑氧化還原電源正2Na++2e-==2Na2Cl-－2e-==Cl2↑下面以石墨為電極電解氯化銅溶液為例來分析。這是電解熔融鹽的情況。電解電解質(zhì)溶液又會發(fā)生什么反應(yīng)呢？分析電解反應(yīng)的一般思路：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)物陰陽兩極附近有哪些離子

為何當(dāng)一個電極存在多種可能的放電離子時，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關(guān)？思考：（物質(zhì)在電解池的陰、陽兩極發(fā)生反應(yīng)的過程叫放電。）陰極：___電子，發(fā)生____反應(yīng)，離子 _____越強，反應(yīng)越容易。常見陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+陽極：___電子，發(fā)生____反應(yīng)，離子 _____越強，反應(yīng)越容易。①當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,常見陰離子放電順序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-得還原氧化性失氧化還原性陰極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，離子氧化性越強，反應(yīng)越容易。常見陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+陽極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，離子還原性越強，反應(yīng)越容易。①當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,常見陰離子放電順序：

S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-②當(dāng)陽極為金屬電極(除鉑、金)時，金屬電極優(yōu)先放電。想一想：

若以銅為陽極,鐵為陰極,電解

氯化銅溶液，情況又如何？練習(xí)及作業(yè)：

完成下列溶液的電極反應(yīng)(以石墨為電極電解)硫酸溶液：鹽酸：NaOH溶液:CuBr2溶液：KCl溶液：CuSO4溶液：Na2SO4溶液：電解規(guī)律(用惰性電極電解)⑴電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液①實質(zhì)是電解水；②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，加水。③pH值三種變化電解質(zhì)先電離成離子，向兩極移動，分別在兩極得失電子。⑵電解無氧酸溶液(除氫氟酸)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液。①實質(zhì)是電解電解質(zhì)本身.②電解后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來，需加入一定量的溶質(zhì)③pH值變化⑶電解不活潑金屬的含氧酸鹽①是電解水和電解質(zhì)。②電解后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,若要恢復(fù)原來,需加入一定量金屬氧化物。③

pH值減?、入娊饣顫娊饘俚臒o氧酸鹽溶液①是電解水和電解質(zhì)②電解后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來，需通入一定量的HX等。③pH值增大總結(jié)電解水型：含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的電解電解電解質(zhì)型：無氧酸、不活潑的無氧酸鹽（如HCl、CuCl2）溶液的電解電解質(zhì)和水同時被電解型A、放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（如NaCl、MgBr2)溶液的電解B、放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4、AgNO3）溶液的電解用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律電解池能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極

發(fā)生還原反應(yīng)的電極

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移相同點(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)【原電池與電解池的結(jié)合】池及電極的判斷方法有一極能與電解液反應(yīng)則該極為原電池、該極負(fù)極，與之相連的為電解池的陰極。若都能反應(yīng)，則活潑性最強的或兩極差距最大的為原電池原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律1、無外接電源，可能是原電池：依據(jù)原電池的形成條件判定，“三看”

電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同電解液：兩極插入電解液中

回路：形成閉合回路或兩極接觸2、有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，可能是電解池或電鍍池：當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。1、用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電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)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是（）

A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgBA2、用石墨作電極電解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），原混合溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為 （）

A．1mol/LB．2mol/LC．3mol/LD．4mol/L陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極：4H++4e-=2H2↑總反應(yīng)：2H2O2H2↑+O2↑陽極：2Cl--2e-==Cl2↑陰極：2H++2e-==H2↑2HClH2↑+Cl2↑

總反應(yīng)：陽極：Cu–2e-=Cu2+陰極：Cu2++2e-=Cu陽極：4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e-=2Cu總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑三、電解原理的應(yīng)用1、銅的電解精煉⑴粗銅含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅－CuSO4溶液⑵粗銅的精煉粗銅做陽極，純銅做陰極，

CuSO4溶液做電解液(3)電極反應(yīng)式(4)陽極上比銅不活潑的金屬，沉積于陽極底部，成為陽極泥，可以提煉金、銀等貴重金屬2、電鍍⑴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。⑵電鍍池形成條件+Fe鍍件鍍層金屬Zn－含鍍層金屬離子的鹽溶液ZnCl2①鍍件作陰極②鍍層金屬作陽極③含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液⑶電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變?yōu)榱耸瑰儗又旅?、堅固、光滑，還要采取一些措施：(1)鍍件進(jìn)行拋光和清洗，使鍍件潔凈、光滑；(2)電鍍液的離子濃度始終保持恒定，常將電鍍液制成絡(luò)合物；(3)電鍍時，要不斷攪拌，并控制溫度、電流、電壓，使電鍍液pH在一定范圍內(nèi)。在電鍍工業(yè)的廢水中常含有劇毒物質(zhì)，如氰化物、重金屬離子等，減少電鍍污染的途徑：

(1)電鍍廢水經(jīng)過處理，回收其中有用成分，把有毒有害物質(zhì)的濃度降低到符合工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn).(2)改進(jìn)電鍍工藝,盡量使用污染少的原料.如采用無氰電鍍等閱讀了解稀3、電解飽和氯化鈉溶液電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的Ca2+、Mg2+、SO42-

等雜質(zhì)離子4、鋁的冶煉（1）電解AlCl3溶液能否得到單質(zhì)鋁？（2）電解熔融狀態(tài)的AlCl3能否得到單質(zhì)鋁？（3）為了降低Al2O3的熔點，加入什么？（4）電解Al2O3的電極反應(yīng)和電解總式？冶煉其它活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂等）練習(xí)1：在50mL0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則：⑴若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化

。⑵若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應(yīng)式是

。⑶如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電，當(dāng)電路中有0.01mol電子通過時，陰極增重

g，陰極上的電極反應(yīng)式是

。不變0.32Zn－2e－＝Zn2+Cu2++2e－＝Cu2、利用反應(yīng)，設(shè)計一個原電池裝置。（1）畫出裝置圖（2）標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液（3）寫出電極反應(yīng)3、將兩支惰性電極插入500mLCuSO4溶液中，接通電源（1）寫出電極反應(yīng)式：陽極：陰極：（2）當(dāng)兩極上析出1.6gCu時（設(shè)電解時陰極沒有氫氣放出，且電解液在電解前后體積變化忽略不計），則電解后溶液的pH是（3）經(jīng)一段時間后，兩極均能得到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度是（4）若將經(jīng)過（3）以后的溶液恢復(fù)原來的濃度，需要向溶液中加入mol的（1）1mol/L0.5CuO全國．以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.0100mol，則陽極上析出Cu的質(zhì)量為()A．0.64g B．1.28gC．2.56g D．5.12g廣東．科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為:(

)AH2＋2OH－＝2H2O＋2e－

BO2＋4H＋＋4e－＝2H2OCH2＝2H＋＋2e－

DO2＋2H2O＋4e－＝4OH－BC江蘇．某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實驗。下列說法正確的是()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生

B．電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu+H2SO4

CuSO4+H2↑

C．電解一定時間后，石墨電極上有銅析出

D．