第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),第3節(jié) 電解池,溧水二高中 高二化學(xué)備課組,CuCl2溶液,寫出右圖裝置的電極反應(yīng)、總反應(yīng)的化學(xué)方程式。,負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+,正極： Cu2+ 2e- = Cu,電池總反應(yīng)：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,CuCl2溶液,問題：若把上圖裝置改成下圖,這還是原 電池裝置嗎？?jī)烧卟顒e在哪?,右圖裝置是原電池裝置,是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。,知識(shí)回憶,觀察現(xiàn)象,(1)將兩根碳棒分別浸入盛有CuCl2溶液U型管，浸一會(huì)兒取出；現(xiàn)象: (2)用導(dǎo)線連接兩根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段時(shí)間；現(xiàn)象:(3)浸入CuCl2溶液的兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極相連接，把濕潤(rùn)KI試紙放在與直流電源的正極相連的電極附近,過一段時(shí)間?，F(xiàn)象:,碳棒表面無明顯變化,碳棒表面仍無明顯變化,與電源負(fù)極相連的碳棒覆蓋有一層紅色物質(zhì),與電源正極相連的碳棒表面放出使?jié)駶?rùn)KI試紙變藍(lán)色的氣體.,實(shí)驗(yàn)4-2,結(jié)論:,CuCl2(aq) Cu + Cl2,電解,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,電解,陰極,陽(yáng)極,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(yùn)動(dòng)情況怎樣？ (2)通電后，這些離子的運(yùn)動(dòng)情況有什么改變？ (3)當(dāng)離子定向運(yùn)動(dòng)到電極表面上時(shí)，發(fā)生了什么變化？,電解氯化銅溶液的微觀反應(yīng)過程,Cu2+、ClH+、OH-無規(guī)則運(yùn)動(dòng),Cu2+、ClH+、OH-定向運(yùn)動(dòng),Cu2+、Cl發(fā)生電子得失,陰陽(yáng)兩極上生成Cu、Cl2,一、電解原理,電解：電流通過電解質(zhì)溶液（或熔化的電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫做電解池(電解槽)。電解池組成條件：直流電源電解質(zhì)溶液電極(常用惰性電極：Pt、Au或石墨)成閉合回路。,CuCl2溶液,4、電極反應(yīng),陽(yáng)極： 2Cl- - 2e- = Cl2,陰極： Cu2+ + 2e- = Cu,（氧化反應(yīng)）,（還原反應(yīng)）,電解CuCl2溶液的化學(xué)方程式：,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,電解,電源負(fù)極 電解池陰極 溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)并在陰極獲得電子，同時(shí)溶液中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng). 在陽(yáng)極表面失去電子 電子沿陽(yáng)極回到電源正極,5、在電解過程中電子的流動(dòng)方向,(1)陽(yáng)極上的放電順序： 活性材料電極(除Pt、Au、 C外的金屬) S2-I-Br-Cl-OH-非還原性含氧酸根離子F-,7、電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷(惰性電極),Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2 + H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+,(2) 陰極上的放電順序：,注:（1）與金屬活動(dòng)性順序相反 （2）注意Fe2+、Fe3+的位置 （3）H+前的離子一般不考慮放電，當(dāng) C(Zn2+)C(H+),Zn2+可放電.,用惰性電極電解下列物質(zhì)的溶液，填表并寫出電極反應(yīng)。,H+ OH- SO42-,H+ OH- Cl-,Na+ H+ OH-,Na+ Cl- H+ OH-,K+ SO42- H+ OH-,Cu2+ Cl- H+ OH-,Cu2+ SO42- H+ OH-,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,Cu,Cl2,Cu,O2,減小,增大,增大,增大,不變,減小,思考與練習(xí)：,寫出電極反應(yīng)式及電解總反應(yīng)方程式 (惰性電極，溶液),陽(yáng)極：陰極：,放出有刺激性氣味的氣體，能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán),放出無色、無味氣體，附近溶液變紅,2Cl2e=Cl2 【氧化反應(yīng)】,2H+2e=H2 【還原反應(yīng)】,【演示實(shí)驗(yàn)】電解飽和食鹽水：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(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,二、電解原理的應(yīng)用,電解飽和食鹽水反應(yīng)原理：,1.電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣,氯堿工業(yè),通電,(Cl、OH- 、H+ 、Na+),2、電解精煉銅,電解精煉銅原理：,粗銅的溶解與純銅的生成：,陽(yáng)極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu,比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；,比銅不活潑的金屬：Au、Pt不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽(yáng)極泥；,電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變。,3、電鍍,利用電解的原理在金屬表面上鍍上一層其它金屬或合金的過程。（1）陽(yáng)極：鍍層金屬。 陰極：待鍍的金屬 電鍍液：用含有鍍層金屬離子的溶液。 電鍍過程中電鍍液的濃度保持不變（2）實(shí)質(zhì)：陽(yáng)極參加反應(yīng)的電解（3）陰極必須可以導(dǎo)電，且表面潔凈、光滑（4）為了使鍍層均勻、美觀，電鍍液中鍍層離子的濃 度時(shí)刻保持穩(wěn)定，常制成絡(luò)離子,4、電冶金,電解熔融鹽是冶煉像Na、Ca、Mg、Al等活潑金屬的幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。,(1)鈉的冶煉 電解熔融的NaCl陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2陰極：2Na+2e-=2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2,通電,冶煉金屬: Mn+ne-=M,(2)鋁的冶煉電解熔融的Al2O3,陰極： 4Al3+12e-=4Al陽(yáng)極： 6O2-12e-=3O2總反應(yīng)： 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2,鋁電解槽,通電,Na3AlF6,思考與練習(xí),1、如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名稱、電極反應(yīng)式、二池pH值的變化情況。,A池:原電池,B池:電解池,a負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+b正極:2H+ +2e-=H2,工作一段時(shí)間后溶液pH增大,c陽(yáng)極:4OH-4e- = 2H2O+O2d陰極:Cu2+ +2e- = Cu,工作一段時(shí)間后溶液pH減小,練習(xí),2、將兩支惰性電極插入500 ml AgNO3溶液中，通電一會(huì)，電解液的pH值由6.0變?yōu)?.0(設(shè)電解時(shí)沒有氫氣放出且電解液體積不變)，則電極上析出銀的質(zhì)量為多少克?,解:, n(H+)的增加量等于n(OH-)的減少量,4AgNO3 +2H2O 4HNO3 +O2 (陽(yáng)極)+4Ag(陰極),1mol,108g,(10-3-10-6) 0.5,m(Ag), m(Ag)=0.054(g),電解,6、電解池與原電池異同,兩電極接直流電源電解質(zhì)溶液形成閉合回路,活潑性不同的兩電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路自發(fā)反應(yīng),形成條件,將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置,將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,定義,裝置實(shí)例,電解池,原電池,裝置,鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液必須含有鍍層金屬的離子,應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置,電鍍池,電解池與原電池異同(續(xù)),電源負(fù)極電解池陰極 (溶液中陰陽(yáng)離子導(dǎo)電)電解池陽(yáng)極電源正極,電子流向,陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子,負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬 失電子正極：還原反應(yīng)，溶液 中的陽(yáng)離子得電子,電極反應(yīng),陽(yáng)極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連,負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬 （或能導(dǎo)電的非金屬）,電極名稱,電解池,原電池,裝置,陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，金屬電極失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子,陽(yáng)極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件,電鍍池,與電解池相同,思考與練習(xí),電極反應(yīng)式及電解總反應(yīng)方程式的書寫(惰性電極，溶液),H2SO4、HCl、 NaOH 、NaCl、K2SO4、CuCl2、CuSO4,H2SO4：,陽(yáng)極： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2,陰極： 4H+ 4e- = 2H2 ,2H2O 2H2 +O2 ,電解,HCl：,陰極： 2H+ 2e- = H2 ,陽(yáng)極： 2Cl- - 2e- = Cl2,2Cl- +2H+ Cl2 + H2 ,電解,NaOH:,陽(yáng)極： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2,陰極： 4H+ 4e- = 2H2 ,2H2O 2H2 +O2 ,電解,陽(yáng)極： 2Cl- - 2e- = Cl2,陰極： Cu + 2e- = Cu,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,NaCl:,陽(yáng)極： 2Cl- - 2e- = Cl2,陰極： 2H+ 2e- = H2 ,2NaCl+2H2O Na