超經(jīng)典電解池的工作原理及應(yīng)用-蘇教版原電池——將

能轉(zhuǎn)化為

能的裝置?；瘜W(xué)電電解池——將

能轉(zhuǎn)化為

能的裝置。電化學(xué)電解池的電極陰極：陽(yáng)極:與電源負(fù)極相連的電極與電源正極相連的電極電解法陽(yáng)極:陰極:電解反應(yīng):e-2Cl－－2e－＝Cl2↑氧化反應(yīng)2Na++2e-

＝2Na還原反應(yīng)2NaCl＝2Na+Cl2↑e-電解熔融NaCl電解熔融Al2O3鋁電解槽陽(yáng)極C電解質(zhì)鋼殼煙罩熔融態(tài)鋁鋼導(dǎo)電棒陰極C耐火材料1、原料：純凈的Al2O3的熔點(diǎn)很高（約2045℃）。用熔化的冰晶石(Na3AlF6)可以做熔劑，使Al2O3在1000℃左右溶解在液態(tài)的冰晶石里，然后進(jìn)行電解。

2、原理：

在熔化條件下：Al2O3=2Al3++3O2-

陰極：陽(yáng)極：

總反應(yīng)式：4Al3++12e-=4Al

6O2-－12e-=3O2↑

2Al2O3=4Al+3O2↑

小結(jié)：1、電解池——將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。2、形成電解池的條件⑴與電源相連的兩個(gè)電極⑵電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)⑶形成閉合回路3、電極的判斷陰極：與電源負(fù)極相連，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極:與電源正極相連，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)電解氯化銅溶液微觀模擬電解CuCl2溶液陰極：Cu2++2e－＝Cu陽(yáng)極：2Cl－－2e－＝Cl2↑總反應(yīng)：CuCl2＝＝Cu+Cl2↑電解寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解電解NaCl溶液目前我國(guó)工業(yè)上大多采用離子交換膜法電解食鹽水制燒堿和氯氣。如圖：電解槽中用石墨或鈦?zhàn)麝?yáng)極與電源正極相接，用鐵網(wǎng)作陰極與電源負(fù)極相接，中間設(shè)特殊的離子交換膜。a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(yáng)極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子4、電解時(shí)離子放電順序①陰極:陽(yáng)離子放電，得電子能力強(qiáng)先放電Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+②陽(yáng)極:陰離子放電或電極放電，失電子能力強(qiáng)先放電陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子注意：若陽(yáng)極是金屬(金屬活動(dòng)順序表Ag以前)，溶液中的陰離子一律不放電，而是電極材料失電子。若陽(yáng)極是惰性(Pt、Au、石墨)電極，陰離子放電。5、電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫：寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式.③、最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；電解電解陰極：陽(yáng)極：4OH－－4e＝O2↑+2H2O2Cu2+＋4e＝2Cu①、首先分析、比較出陰陽(yáng)極的放電離子：②、然后寫電極反應(yīng)式：2Cu＋O2↑+4H+或2CuSO4+2H2O（電解化學(xué)方程式）2Cu＋O2↑+2H2SO42Cu2++2H2O（電解離子方程式）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(yáng)極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)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(yáng)離子向正極遷移相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)6、原電池與電解池的比較:（3）原電池的正極和電解池的陽(yáng)極均發(fā)生氧化反應(yīng)（）（2）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過(guò)程就是電解過(guò)程(）1、判斷（1）電解、電離均需要通電才能實(shí)現(xiàn)（）√××鞏固提高：H2SO4溶液電極反應(yīng)陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2O+O2↑陰極：4H++4e—=2H2↑總反應(yīng)方程式：2H2O===2H2↑+O2↑通電結(jié)論：用惰性電極電解含氧酸實(shí)質(zhì)是電解水。電解后溶液的pH變小。分析1、通電前2、通電后H+、SO42-、OH-NaOH溶液電極反應(yīng)陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2O+O2↑陰極：4H++4e—=2H2↑總反應(yīng)方程式：2H2O===2H2↑+O2↑通電結(jié)論：用惰性電極電解強(qiáng)堿溶液實(shí)質(zhì)是電解水。電解后溶液的pH變大。分析1、通電前2、通電后Na+、H+、OH-Na2SO4溶液電極反應(yīng)陽(yáng)極：4OH-—4e-=2H2O+O2

↑陰極：4H++4e-=2H2↑總反應(yīng)方程式：2H2O==2H2↑+O2↑通電結(jié)論：用惰性電極電解活潑金屬的含氧酸鹽實(shí)質(zhì)是電解水。電解后溶液的pH不變。分析1、通電前2、通電后Na+、H+、SO42-、OH-2、用鉑電極(惰性電極)進(jìn)行電解，下列說(shuō)法正確的是()A電解稀硫酸,在陰極和陽(yáng)極分別產(chǎn)生氫氣和氧氣B電解氯化鈉溶液,在陰極析出鈉C電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是1:2D電解氯化銅溶液,在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的之比是1:1AD小結(jié)：電解規(guī)律(用惰性電極電解)⑴電解含氧酸（如H2SO4)、強(qiáng)堿(如NaOH)溶液、活潑金屬的含氧酸鹽(如K2SO4)溶液①實(shí)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(lái)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(dòng)，分別在兩極得失電子。⑵電解無(wú)氧酸溶液(除氫氟酸)、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液。①實(shí)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(lái)，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(lái),需加入一定量金屬氧化物。③

pH值減?、入娊饣顫娊饘俚臒o(wú)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(lái)，需通入一定量的HX等。③pH值增大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(yáng)極，純銅做陰極，CuSO4溶液做電解液(3)電極反應(yīng)式(4)陽(yáng)極上比銅不活潑的金屬，沉積于陽(yáng)極底部，成為陽(yáng)極泥，可以提煉金、銀等貴重金屬二、電解原理的應(yīng)用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(guò)程。⑵電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①鍍件作陰極②鍍層金屬作陽(yáng)極③含鍍層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液作電解液⑶電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變?nèi)粼阢~片上鍍銀時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是：（）①將銅片接在電源的正極②將銀片接在電源的正極③在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag+＋e-=Ag④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH-—4e-=2H2O+O2↑⑤可用硫酸銅溶液做電解質(zhì)溶液⑥可用硝酸銀溶液做電解質(zhì)溶液A①③⑥B②③⑥C①④⑤D②③④⑥C為了使鍍層致密、堅(jiān)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(shí)，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(guò)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(wú)氰電鍍等閱讀了解3、可充電電池陰極：正極：還原反應(yīng)極→得電子極→電子流入極放電：原電池充電：電解池負(fù)極：陽(yáng)極：氧化反應(yīng)極→電子流出極失電子極→氧化反應(yīng)極失電子極→電子流出極→還原反應(yīng)極得電子極電子流入極→全國(guó)．以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.0100mol，則陽(yáng)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(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)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【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(qiáng)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(wú)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(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。問(wèn)題解決分析下圖，哪些是原電池——哪些是電解池——1、3、56、71.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用鉑電極電解CuSO4溶液，當(dāng)陰極產(chǎn)生6.4g銅時(shí)，陽(yáng)極放出的氣體是（）A、1.12LH2B、1.12LO2C、2.24LH2D、2.24LO2B2.在銅的精煉過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A、陽(yáng)極是粗銅，其中的鋅、銀等雜質(zhì)均失電子被氧化B、陰極上首先析出銅C、粗銅不斷溶解D、電解溶液為硫酸酸化的硫酸銅溶液A[課堂練習(xí)]3.用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí)，在兩極都能放出氣體，且溶液的pH值增大的是

A.HClB.CuSO4C.Na2SO4D.NaOH4.電解液中含有K+、Cl—、SO42—、OH—（少量）、Cu2+、H+（少量），⑴用兩個(gè)石墨棒作電極電解，開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極上電極反應(yīng)式是___________；陰極上電極反應(yīng)式是____________⑵改用兩個(gè)銅棒作電極電解時(shí)，則陽(yáng)極變化是_______________，陰極上電極反應(yīng)式是____________。電極反應(yīng)式是____________；5.如圖所示，X、Y分別是直流電源的電極，通電后發(fā)現(xiàn)A極質(zhì)量增加，B極處有無(wú)色、無(wú)臭的氣體放出。符合這一情況的是（）A極B極X極Z溶液A鋅石墨負(fù)極硫酸銅B石墨石墨負(fù)極氫氧化鈉C銀鐵正極硝酸銀D銅石墨負(fù)極氯化銅8：在50mL0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)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(shuō)明電解過(guò)程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化。⑵若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)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(guò)時(shí)，增重g，陰極上的電極反應(yīng)式是。不變0.32Zn－2e－＝Zn2+Cu2++2e－＝Cu陰極全國(guó)2：28．（14分）在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動(dòng)液體，裝置如右圖。接通電源，陽(yáng)極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答：溴與碘在不同狀態(tài)下的顏色變化狀態(tài)溴碘紫黑色紫紅色棕黃色紫紅色紫色深棕紅色紅棕色橙色橙色橙紅色氣態(tài)水溶液苯或汽油溶液CCl4溶液常態(tài)（1）陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________。（2）陰極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。（3）原上層液體是__________。（4）原下層液體是_________。（5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是_______________________。

（6）要檢驗(yàn)上層液體中含有的金屬離子，其方法是________，2H++2e-=H2↑2I-—2e-=I2KI或NaI的水溶液CCl4或CHCl3I2在CCl4或CHCl3中的溶解度大于在水中的溶解度，所以大I2部分都轉(zhuǎn)移到CCl4或CHCl3中（萃?。Ｑ嫔磻?yīng)以Cl-SO42-Na+Cu2+H+五種離子恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解.請(qǐng)?zhí)顚懭芤褐械碾x子成分.1.以惰性電極使電解質(zhì)質(zhì)量不變,水量和PH都變小.可選用的是____________.2.以石墨為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量減小,水量和PH幾乎不變,可選用__________.3.以石墨為陽(yáng)極,鐵為陰極,使電解質(zhì)和水量及PH都變小________________.H+SO42-Cu2+Cl-Cu2+SO42-練習(xí)2.將等物質(zhì)的量K2SO4NaClBa(NO3)2AgNO3混合均勻后,置于指定的容器中,加入足量的水,經(jīng)攪拌,靜置,過(guò)濾.取濾液,用Pt電極電解該濾液一段時(shí)間,則兩極析出的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為A.35.5:108B.108:35.5C.8:1D.1:23.取PH=4的某電解質(zhì)溶液1.00Ｌ，用Ｐt電極進(jìn)行電解一段時(shí)間后，測(cè)的溶液的PH＝１，且陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為２：１，則該電解質(zhì)溶液可能是Ａ．鹽酸Ｂ．氯化鉀溶液Ｃ．硝酸銀溶液Ｄ．硫酸銅溶液DC４．有兩只串聯(lián)的電解池，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(shí)當(dāng)甲池電極質(zhì)量增加１．６克銅時(shí)乙池析出５．４克固體，則乙池的溶質(zhì)可能是Ａ．AgNO3B.NaNO3C.Mg(NO3)2D.Al(NO3)3A

5.下圖為電解水的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,閉合開(kāi)關(guān)S后，觀察到電壓表的示數(shù)為6.0V，毫安表的示數(shù)為100mA。(1)現(xiàn)只有一根石墨電極和一根鐵電極，該實(shí)驗(yàn)中,A極應(yīng)選擇____做電極，B極的電極反應(yīng)式為:鐵4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2)為了加快電解水的速率，有很多方法：①可在水中加入某些電解質(zhì),如____(填編號(hào))A.Na2SO4B.HClC.CuSO4D.NaCl②也可采取某些措施，如_____(填編號(hào))A.兩極均選擇導(dǎo)電能力更好的Ag作電極

B.適當(dāng)增大電源的電壓

C.適當(dāng)增大兩電極間距離

D.適當(dāng)降低電解液的溫度AB

(3)理論上,A、B兩試管中產(chǎn)生的氣體體積比約為_(kāi)_____，而實(shí)際情況卻是在電解剛開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi),A、B兩試管中產(chǎn)生的氣體體積比明顯比上述比值偏大,其可能的原因是:(4)若通電10min,A管中將生成______mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)(每個(gè)電子帶電1.6×10－19C)。2:1因O2微溶于水而H2難溶于水,剛開(kāi)始時(shí)有部分O2溶解導(dǎo)致收集到的H2和O2的體積比變大).6.97在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用鉑電極電解CuSO4溶液，當(dāng)陰極產(chǎn)生6.4g銅時(shí)，陽(yáng)極放出的氣體是（）A、1.12LH2

B、1.12LO2C、2.24LH2D、2.24LO2練習(xí)2B在銅的精煉過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A、陽(yáng)極是粗銅，其中的鋅、銀等雜質(zhì)均失電子被氧化B、陰極上首先析出銅C、粗銅不斷溶解D、電解溶液為硫酸酸化的硫酸銅溶液練習(xí)3D在外界提供相同電量的條件下，Cu2+或Ag+分別按Cu2++2e-===Cu和Ag++e-===Ag在電極上放電，其析出銅的的質(zhì)量為1.92g，則析出銀的質(zhì)量為（）A、1.62gB、6.48gC、3.24gD、12.96g練習(xí)4B將分別盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出K、Mg、Al的物質(zhì)的量之比為（）A、1:2:3B、3:2:1C、6:3:1D、6:3:2練習(xí)5D2、寫出下列裝置的電極反應(yīng)，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。ABCCuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFeD負(fù)極正極3.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的A陰極：4H++4e-=2H2↑

陽(yáng)極：4OH--4e-=2H2O