第二單元

化學能與電能的轉(zhuǎn)化

電解池的工作原理及應用

1一、電解池1、電解原理：

電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陰陽離子在直流電的作用下發(fā)生定向移動，在兩個電極上分別發(fā)生氧化和還原反應而生成新物質(zhì)的過程。2、電解池

（1）定義：

（2）構(gòu)成條件：

將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置①直流電源

②陰陽兩極

③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)④閉合回路2電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)電解質(zhì)電離后，再通直流電電解質(zhì)電離成為自由移動的離子。如：NaCl=Na++Cl-通電陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成為原子或分子。如：

2NaCl=2Na+Cl2↑只產(chǎn)生自由移動的離子發(fā)生氧化還原反應生成了新物質(zhì)電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電離與電解的比較3陽極（與電源正極相連）--氧化反應----（失電子）陰極（與電源負極相連）--還原反應-----（得電子）3、電極判斷與反應類型：陽氧陰還電極質(zhì)量變化電極產(chǎn)物溶液變化4e-e-e-e-e-e-4.電子的流向和電流的流向電子的流向：電源負極→電解池陰極電解池陽極→電源正極離子的流向：

陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動。55、惰性電極與活性電極惰性電極：鉑、金、石墨活性電極：既可以導電、又可以參與電極反應6.放電順序陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。放電的順序取決于離子的本性，也與離子濃度和電極材料有關(guān)。6離子的放電順序：（1）在陰極上，陽離子放電順序：Ag+,Hg2+,Fe3+,Cu2+,H+酸,Pb2+,Fe2+,Zn2+,

H+水、Al3+、Mg2+、Na+放電由易到難（2）在陽極上，陰離子放電順序：陽極材料(活潑金屬)＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞NO3-＞SO42-等含氧酸根＞F-放電由易到難陰極材料不參與反應，陽極材料為活潑金屬（金屬活動順序在Ag前）時，則為陽極材料失去電子而溶解溶液中某元素最高價含氧酸根不放電，非最高價放電能力在OH-前，例如SO3-MnO42-排在這兩種離子后面的離子在水中不參與反應。熔融態(tài)放電水中只考慮此部分離子77.分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)放電順序陽氧陰還分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子8在熔融氯化鈉中存在

離子。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。 電子從電源負極流向_________極,電極反應為____________,發(fā)生_______反應。 電子從電解池陽極流向_______極,電極反應為____________,發(fā)生_______反應。 總反應為_______________________。陰無規(guī)則自由負極陽正極電解池陰2NaCl2Na+Cl2↑氧化還原電源正2Na++2e-==2Na2Cl-－2e-==Cl2↑Na+

、Cl-二、電解池典例1.電解熔融氯化鈉制鈉91.電解熔融氯化鈉制鈉二、電解池典例102.電解氯化銅11有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍石墨電極上有紅色物質(zhì)生成2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu被氧化被還原CuCl2===Cu+Cl2↑通電2.電解氯化銅12特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解的方法制取陽極：6O2-—12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e—==4Al總方程式：2Al2O3==4Al+3O2↑通電熔融思考：石墨Al熔融的Al2O3工業(yè)上制金屬鎂是電解氧化鎂還是電解熔融的氯化鎂？冰晶石還記得嗎？3.電解熔融氧化鋁13在氯化鈉水溶液中存在：________________等離子。通電后,Na+、

H+向__

極移動，Cl-、OH-向___極移動。電子從電源負極流向_________極,在陰極上水電離出的H+先得電子，電極反應為__________,發(fā)生_______反應。電子從電解池陽極流向_______極,在陽極上Cl-先失去電子，電極反應為

_________________,發(fā)生_______反應?？偡磻獮開___________________________________。陰Na+

、Cl-、H+、OH-陽電解池陰2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑氧化還原電源正2H++2e-==H2↑2Cl-－2e-==Cl2↑4.電解飽和食鹽水14+－NaCl溶液Cl2H2稀NaOH溶液NaOH溶液Cl－Cl2H2OH－Na+Na+交換膜電解飽和食鹽水的原理示意圖飽和食鹽水陽極區(qū)陰極區(qū)陽離子交換膜的作用是：原料的精制？？15NaCl、CaCl2、MgCl2、Na2SO4NaCl、CaCl2、Na2SO4、NaOHMg(OH)2NaCl、CaCl2、

NaOH、BaCl2

過量NaOH過量BaCl2BaSO4過量Na2CO3NaCl、NaOH、Na2CO3BaCO3

CaCO3過濾NaCl、NaOH、Na2CO3過量鹽酸NaCl、HCl蒸發(fā)結(jié)晶HCl揮發(fā)NaCl注意：氯化鋇必須在碳酸鈉前加入鹽酸必須在過濾后加入16含銀離子的溶液待鍍金屬銀片5.電鍍銀

陰極：Ag+＋e－＝Ag陽極：Ag－e－＝Ag+17利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。電鍍液陽極：X—e-=X+陰極：X++e-=X③電鍍材料的選擇：陰極——鍍件陽極——鍍層金屬電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液④電鍍的結(jié)果，電鍍液的濃度保持不變鍍層金屬鍍件18粗銅含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)陽極：

Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni

-2e-=Ni2+Cu-2e-

=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu陰極:

Cu2++2e-=Cu陽極泥問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？粗銅純銅硫酸酸化CuSO4溶液

比Cu活潑的金屬離子Zn2+、Fe2+、Ni2+留在溶液中變小6.電解精煉銅19H2SO4H+SO42-OH-水NaOHOH-H+水Na+Na2SO4Na+H+水SO42-OH-水三、常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽極)H+水OH-水20CuCl2HClCu2+Cl-H+水OH-水H+OH-水H+水Cl-21NaClNa+Cl-H+水OH-水22CuSO4Cu2+SO42-H+水OH-水自己試著寫惰性電極電解硝酸銀溶液的方程式吧23原電池與電解池化學能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學能反應不自發(fā)反應自發(fā)連接電源的正極，作為陽極相對活潑的金屬作為負極連接電源的負極，作為陰極相對不活潑的金屬或石墨作為正極陰離子向陽極遷移，陽離子向陰極遷移陰離子向負極遷移，陽離子向正極遷移兩個電極、電解質(zhì)溶液形成閉合回路。電解池有外電源，原電池無需外電源。知識重組：氧化反應失去電子還原反應獲得電子負極→正極負極→陰極陽極→正極24（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe

寫出下列裝置的電極反應，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。問題2不變減小變大25問題解決

從H+、Cu2+、Na+、SO42－、Cl－等五種離子中選擇適當?shù)碾x子組成電解質(zhì),使之符合下列要求。

(1)以碳棒為電極，電解時電解質(zhì)質(zhì)量減小,水量不變，應選用的電解質(zhì)是______;(2)以碳棒為電極，電解時電解質(zhì)質(zhì)量不變,水量減少，應選用的電解質(zhì)是______;(3)以碳棒為陽極，鐵棒為陰極,電解時電解質(zhì)質(zhì)量和水量都減少，則應選用的電解質(zhì)是_

。Na2SO4H2SO4CuCl2HClCuSO4NaCl26

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極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的A問題327

此電池放電時，負極發(fā)生反應的物質(zhì)為A．AgB．Zn(OH)2C．Ag2OD．Zn充電放電2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O銀鋅電池廣泛用于電子儀器的電源，它的充電和放電過程可表示為：D拓展練習28問題6用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1摩氫氧化銅后,恰好恢復到電解前的濃度和PH,則電解中轉(zhuǎn)移的電子有()A0.1摩B0.2摩C0.3摩D0.4摩D291．如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述正確的是

A、P是電源的正極B、F極上發(fā)生的反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑C、電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應D、通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B達標測試302．如圖為一種鈕扣微型電池，其電極分別為Ag2O和Zn電解質(zhì)溶液是KOH溶液，俗稱銀鋅電池，該電池的電極反應式為：Zn+Ag2O==ZnO+2Ag根據(jù)以上提供的資料，判斷下列說法正確的是A、鋅為負極，Ag2O為正