1、第四章第四章 電化學基礎電化學基礎第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池第第 1 課時課時實驗實驗4-2：P79現象現象：（：（1）陰極石墨棒陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色的上逐漸覆蓋了一層紅色的銅（銅（2）陽極石墨棒上有）陽極石墨棒上有使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰埵節(jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{變藍H+OH-陰極陰極陽極陽極1、電解的概念：使、電解的概念：使電流電流通過電解質溶液而在通過電解質溶液而在陰、陽兩極陰、陽兩極引起引起氧化氧化還原反應還原反應的過程叫做電解。的過程叫做電解。一、電解原理一、電解原理2 2、電解池的概念：把、電解池的概念：把電能電能轉變?yōu)檗D變?yōu)榛瘜W能化學能的裝置，又稱電解槽。的裝置，又稱電解

2、槽。 3、構成：、構成：直流直流電源、電源、兩個電極、電解質兩個電極、電解質溶液溶液或或熔融態(tài)電解質熔融態(tài)電解質注意：注意： 電解質先電離后電解；電解質先電離后電解； 導電過程就是電解過程。導電過程就是電解過程。2 Cl- - 2e- = Cl2 (氧化反應氧化反應)Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應還原反應)總反應：總反應：CuCl2 Cu +Cl2電解電解陰極不參與電解反應；陰極不參與電解反應； 活性陽極先于陰離子放電?；钚躁枠O先于陰離子放電。 惰性電極：惰性電極：石墨、金、鉑石墨、金、鉑活性電極：石墨、金、鉑活性電極：石墨、金、鉑 以外的金屬以外的金屬陽離子得電子，放電陽離子得電

3、子，放電e-e-陰離子失電子，放電陰離子失電子，放電氧化性強的先得電子氧化性強的先得電子還原性強的先失電子還原性強的先失電子陰極：氧化性強的陽離子先得電子陰極：氧化性強的陽離子先得電子金屬越不活潑金屬越不活潑,對應陽離子氧化性越強，越容易得電子。對應陽離子氧化性越強，越容易得電子。陽極：還原性強的陰離子先失電子陽極：還原性強的陰離子先失電子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（先于（先于H+ 放電）放電） Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+ 濃度大時先于濃度大時先于 H+放電放電 H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 水中水中H+先放電先放電金屬（除金屬（除Pt、Au） S2IBrClO

4、H含氧酸含氧酸F4、放電順序：、放電順序：金屬陽極先放電，離子后放電金屬陽極先放電，離子后放電練習：以碳棒為電極，電解下列溶液，練習：以碳棒為電極，電解下列溶液，寫出電極反應式寫出電極反應式1 1、 CuClCuCl2 2 HI HI2 2、 NaNa2 2SOSO4 4、 H H2 2SOSO4 4 、NaOHNaOH3 3、 NaClNaCl，4 4、 AgNOAgNO3 3、實例電極反應濃度pH復原陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH值值復原復原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極陽極:(Cl- OH-) : 2Cl-2 e- =Cl2 陰極陰極(

5、Cu2+ H+)：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小增增大大加適量加適量CuCl2晶體晶體第一組：電解第一組：電解CuCl2陰極陰極陽極陽極碘碘氫氣氫氣實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH值值復原復原HI 2HI I2 + H2 陽極陽極:(I- ，OH-) : 2I-2 e- =I2陰極陰極( H+)：2H+ 2e-= H2減小減小增增大大通入通入適量適量HI第一組：電解第一組：電解HI溶液溶液電解陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH值值復原復原Na2SO4 陰極陰極(H+ Na+):4

6、H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解Na2SO4陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH值值復原復原H2SO4 陰極陰極(H+ ):4H + 4e- = 2H2 變大變大變變小小加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解H2SO4陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- ): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應電極反應 濃濃度度PH值值復原復原NaOH 陰極陰極(H+ Na+):4

7、H + 4e- = 2H2 變大變大 變變大大加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解NaOH第三組：電解NaCl陰極陰極陽極陽極氫氫氣氣氯氯氣氣實例實例電極反應電極反應 濃度濃度PH值值復原復原NaCl 陽極陽極(Cl- OH-): 2Cl- 2e- = Cl 2 陰極陰極(Na+ H+):2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 減小減小增增大大通入通入適量適量HCl電解陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣銅銅實例實例電極反應電極反應 濃濃度度PH值值復原復原CuSO4 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4陰極陰極(Cu2+ H+

8、): 2Cu2+ 4e-=2Cu減小減小加適量加適量CuO固體固體第四組：電解CuSO4陽極陽極(SO42- OH-) :4OH- 4e- = 2H2O+O2 減減小小電解電解池小結電解池小結與電源正極相連與電源正極相連陽極陽極陰極陰極與電源負極相連與電源負極相連發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應陽離子移向陽離子移向陰離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應電源、電極、電極反應關系電源、電極、電極反應關系CuCl2溶液溶液練習練習l1.分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。原電池原電池既不是原電池既不是原電池也不是電解池也不是電解池既不是原電池既不是原電池也不是電解

9、池也不是電解池既不是原電池既不是原電池也不是電解池也不是電解池練習練習原電池原電池電解池電解池既不是原電池既不是原電池也不是電解池也不是電解池二、電解質溶液電解規(guī)律（惰性電極）二、電解質溶液電解規(guī)律（惰性電極） 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CuCl2與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、 H2 2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+N

10、a+1、以、以Fe為陰極為陰極 ，Cu為陽極，電解為陽極，電解CuSO4，畫出電解池，標出電極名稱，畫出電解池，標出電極名稱，寫出電極反應。寫出電極反應。2、以、以Cu為陰極，為陰極，Ag為陽極，電解為陽極，電解AgNO3，畫出電解池，標出電極，寫，畫出電解池，標出電極，寫出電極反應。出電極反應。練習練習第四章第四章 電化學基礎電化學基礎第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池第第 2 課時課時電解飽和食鹽水反應原理電解飽和食鹽水反應原理思考思考:（1）電解池的兩極各產生什）電解池的兩極各產生什么現象么現象?若在兩極附近均滴加若在兩極附近均滴加酚酞試液，會有什么現象酚酞試液，會有什么現象?（2）怎樣初步檢驗

11、兩極產物）怎樣初步檢驗兩極產物的生成的生成?（3）結合教材，分析產生這）結合教材，分析產生這種現象的原因。種現象的原因。 在在U型管里裝入飽和食鹽水，型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽極，一根鐵用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極。接通直流電源棒作陰極。接通直流電源實驗裝置實驗裝置1、氯堿工業(yè)（、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水以制造燒堿、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：總反應： 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通電 食鹽水中存在的離子：食鹽水中存在的離子：Na+

12、、Cl- 、H+ 、OH-離子放電順序：離子放電順序：陽離子陽離子 H+ Na+ 陰離子陰離子 Cl- OH-電極反應：電極反應：陽極陽極 氧化反應氧化反應 陰極陰極 還原反應還原反應H+Na+Cl-OH-陰極陰極陽極陽極二、電解原理的應用二、電解原理的應用總化學方程式：總化學方程式： ; ;總離子方程式總離子方程式: .l(3)(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現象為：電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現象為： _ _ ，兩極極板上都有氣，兩極極板上都有氣體產生，如何檢驗氣體的種類？體產生，如何檢驗氣體的種類？ NaOHHClOHNaCl222222電解OH2HClOH2Cl2222電解 陰極

13、附近的溶液無色變?yōu)殛帢O附近的溶液無色變?yōu)榧t色紅色現象：現象：陽極：陽極：有氣泡產生，使?jié)駶櫟牡矸塾袣馀莓a生，使?jié)駶櫟牡矸跭I溶液變藍溶液變藍陰極：陰極：有氣泡產生，滴加酚酞溶液有氣泡產生，滴加酚酞溶液變紅變紅(2)避免生成物避免生成物H2和和Cl2混合混合,因為因為: .(1)避免避免Cl2接觸接觸NaOH溶液會反應溶液會反應,使產品不純使產品不純,反應方程式反應方程式: .第一個問題第一個問題:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇強光爆炸混合遇火或遇強光爆炸解決方法解決方法:使用離子交換膜使用離子交換膜（1）生產設備名稱：離子交換膜電解槽）生產設備名稱：

14、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)，把電解槽隔成陰極室，把電解槽隔成陰極室和陽極室。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；、防止氫氣和氯氣混合；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成 ，而影響氫，而影響氫氧化鈉的產量。氧化鈉的產量。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Na

15、OH）離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極金屬鈦網金屬鈦網陰陰 極極碳鋼網碳鋼網陽陽極極室室陰陰極極室室提示：提示：第二個問題：精制食鹽水第二個問題：精制食鹽水 由于粗鹽中含有泥沙、由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等雜質，會在堿液中形成沉淀從而損壞離子等雜質，會在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質呢？交換膜，那么如何除去這些雜質呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設計一個、所有試劑只有過量才能除盡，你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎？合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去、用什么試劑除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO421、用什么方法

16、除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？泥沙泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +、 Cl Cl- -、 MgMg2+2+、 Ca Ca2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略過量略過量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略過量略過量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+. Ba2+ 略過量略過量NaOH 溶液溶液除除Fe3+ , Mg2+ 適

17、量適量HCl溶液溶液調節(jié)調節(jié)PH 除除CO32- 、OH-粗鹽的成份：粗鹽的成份： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質，會與雜質，會與堿性物質反應產生沉淀，損壞離子交換膜堿性物質反應產生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水精制食鹽水雜質的除去過程：雜質的除去過程：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(23除適量鹽酸)Mg.Ca(22除陽離子交換塔)Fe.Mg(NaOH32除過量一般火法冶煉得到的粗銅中含一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、有多種雜質

18、（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅。2.2.銅的電解精煉銅的電解精煉粗銅粗銅 含雜質含雜質(Zn Fe Ni Ag Au 等等)純銅純銅粗銅粗銅陽極：陽極： Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni CuAg Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- Cu陽極泥陽極泥問：電解完后，問：電解完后，CuSO

19、4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液溶液3、電鍍電鍍、概念：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一、概念：應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。層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、電鍍的特點、電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性保持不變電鍍液的組成及酸堿性保持不變電鍍應用于銅的電解精練電極反應式電極反應式陰極陰極（純銅）（純銅）: Cu2+ + 2e- = C

20、u (還原反應還原反應)陽極陽極（粗銅）（粗銅）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反應氧化反應)雜質：Zn - 2e- = Zn2+ Ni-2e- = Ni2+陽極泥陽極泥: 相對不活潑的金屬以單質的形式沉積在相對不活潑的金屬以單質的形式沉積在電解槽底電解槽底,形成陽極泥形成陽極泥電解精練銅原理電解精練銅原理粗銅板粗銅板純純銅銅板板硫酸銅溶液硫酸銅溶液陽極：陽極：鍍層金屬（純銅板）鍍層金屬（純銅板）陰極：陰極：待鍍金屬制品待鍍金屬制品電鍍液：電鍍液：含有鍍層金含有鍍層金 屬的屬的電解質（硫酸銅溶液）電解質（硫酸銅溶液）電鍍銅電鍍銅制取金屬鈉制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的

21、氯化鈉。通直流電后，通直流電后，陽極：陽極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極：2Na+ + 2e- = 2Na總反應：總反應： 2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通電 結論：結論：電解法是冶煉金屬的一種重要方電解法是冶煉金屬的一種重要方 法，是法，是最強有力的氧化還原最強有力的氧化還原的手段。的手段。4、電冶金、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）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：總

22、反應：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通電 冰晶石冰晶石助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽極材料陽極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補充和熔融氧化鋁需要定期補充思考思考: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AlCl3?冶煉鋁設備圖冶煉鋁設備圖陽極陽極C電解質電解質煙罩煙罩熔融熔融態(tài)鋁態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導電棒鋼導電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律 若無外接電源，若無外接電源， 可能是原電池，然后依據原可能是原電池，然后依據原電池的形

23、成條件分析判定，主要思路是電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看三看” 先看電極：兩極為導體且活潑性不同先看電極：兩極為導體且活潑性不同 再看溶液：兩極插入電解質溶液中再看溶液：兩極插入電解質溶液中 后看回路：形成閉合回路或兩極接觸后看回路：形成閉合回路或兩極接觸 若有外接電源，兩極插入電解質溶液中，若有外接電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當陽極金屬與電解質則可能是電解池或電鍍池。當陽極金屬與電解質溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。況為電解池。討論：討論：比較電解池和原電池的異同比較電解池和原電池的異同電解池、

24、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反應將電能轉變成化學能將電能轉變成化學能的裝置。的裝置。應用電解原理在某些應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溶液電極插人電解質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極待鍍金屬接電源負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：電源負極相連陰極：電源負極相連陽極

25、：鍍層金屬；陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件陽極：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應應用電解原理將不純應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極純的金屬接電源負極電解質溶液須待提純電解質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：氧化反應陽極：氧化反應陰極：還原反應陰極：還原反應1、池型的判斷、池型的判斷有外加電源一定為電解池，無外加電源一定為原電池；有外加電源一定為電解池，無外加電源一定為原電池；多池組

26、合時，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是多池組合時，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動下的電解池。在原電池帶動下的電解池。小結：一、原電池與電解池的比較及判斷：小結：一、原電池與電解池的比較及判斷：3、電解池放電順序的判斷、電解池放電順序的判斷陽極放電：陽極放電： 1）惰性電極：）惰性電極：則溶液中陰離子放電。則溶液中陰離子放電。 2）非惰性電極：）非惰性電極：電極材料首先失電子。電極材料首先失電子。陰極放電：陰極放電：電極材料受保護，溶液中陽離子放電。電極材料受保護，溶液中陽離子放電。2、電極的判斷、電極的判斷原電池，看電極材料，電解池看電源的正負極。原電池，看電極材料，電解

27、池看電源的正負極。4、判斷溶液的、判斷溶液的pH變化：變化：先分析原溶液的酸堿性，再看電極產物。先分析原溶液的酸堿性，再看電極產物。電解水時原性質增強；電解水時原性質增強；電解電解質本身時原性質減弱；電解電解質本身時原性質減弱；電解生成酸時酸性增強；電解生成酸時酸性增強；電解生成堿時堿性增強。電解生成堿時堿性增強。電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 小結：二、電解池的應用小結：二、電解池的應用-電鍍及氯堿工業(yè)電鍍及氯堿工業(yè)待鍍制品待鍍制品銅片銅片硫酸銅溶液硫酸銅溶液電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質溶液。電解質溶液：溶液中電解質溶液：溶液中CuSO4的濃度保持不變。的濃度保持不變。1、電鍍電鍍氯堿工業(yè)原理氯堿工業(yè)原理 （離子膜法）（離子膜法）+精制飽和精制飽和NaCl淡鹽水淡鹽水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交換膜交換膜小結：三、電解池及原電池的應用小結：三、電解池及原電池的應用-金屬的防護金屬的防護1）金屬腐蝕快慢的判斷）