1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),第三節(jié) 電解池,CuCl2溶液,寫(xiě)出右圖原電池的電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)。,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(wèn)題：如果把兩根石墨棒作電極插入CuCl2溶液中，外接直流電源，這還是原電池裝置嗎？會(huì)發(fā)生怎樣的現(xiàn)象呢？,原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。,【復(fù)習(xí)回顧】,Cu,電解原理：,通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-，H2O H+OH- H+ Cu2+、OH-、Cl- 為自由移動(dòng)的離子；,通電后：Cu2+、H+移向陰極得到電子， Cl、OH-移向陽(yáng)極失去電

2、子；,電極反應(yīng)：,陽(yáng)極：2Cl- 2e- = Cl2（氧化反應(yīng)）,陰極：Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）,A,有氣泡，刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的 KI淀粉試紙變藍(lán),碳棒上有一層紅色物質(zhì)析出,陽(yáng)極,陰極,氯 氣,銅,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：,陽(yáng)極：,陰極：,一、電解：,電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。,理解：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是 過(guò)程。,電解,電流是直流電；,電解是非自發(fā)地將 能轉(zhuǎn)化為 能。,電,化學(xué),1、電解池（槽）：,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。,2、構(gòu)成電解池的條件：,（1）直流電源、兩個(gè)電極；,（2）電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；,（3）閉合回路。,“兩極一

3、液一電源”,發(fā)生氧化反應(yīng),陰離子移向,電源正極,(陽(yáng)極),3. 電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系,電源負(fù)極,(陰極),發(fā)生還原反應(yīng),陽(yáng)離子移向,離子放電：,陰離子失電子、陽(yáng)離子得電子的過(guò)程。,4、離子放電順序：,1)、陽(yáng)離子放電（得電子）順序：,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+（水） Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ Ba2+ K+,2)、陰離子放電（失電子）順序：,氧化性,還原性,S2 I Br Cl OH (水) (NO3、SO42 等)含氧酸根 F,注意：若陽(yáng)極是活性電極(鉑、金、碳之外）陽(yáng)極本身失去電子被氧化，陰離子不在陽(yáng)極放電;若陽(yáng)極是惰

4、性電極，還原性強(qiáng)的陰離子在陽(yáng)極放電，陰極材料不發(fā)生任何變化。,5、電解池的反應(yīng)原理,還原反應(yīng),Cu2 2eCu,電解質(zhì)溶液,氧化反應(yīng),2Cl2eCl2,陰離子,陰極,陽(yáng)極,石墨|石墨,正極,負(fù)極,陽(yáng)離子,e,e,e,e,總反應(yīng)：,【總結(jié)】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,判斷陽(yáng)極材料及陰陽(yáng)兩極附近離子種類及離子放電順序,先電離,后電解,16,6.電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),(1). 寫(xiě)出用石墨電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式,(2). 寫(xiě)出用銅做電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式,陽(yáng)極,4OH- - 4e- = 2H2O + O2,陰極,2Cu2+

5、 + 4e- = 2Cu,總反應(yīng)式,陽(yáng)極 ( Cu )：,陰極 ( Cu )：,Cu 2e Cu2+,Cu2+ + 2e Cu,7. 書(shū)寫(xiě)電解方程式的注意事項(xiàng),（1）首先看陽(yáng)極材料，若陽(yáng)極是活性電極，陽(yáng)極本身失去電子被氧化，若陽(yáng)極是惰性電極，陰離子在陽(yáng)極放電。,（2）找出溶液中所有離子,（3）按放電順序?qū)懗鲫庩?yáng)極反應(yīng),（4）加和得到總反應(yīng),（5）若有H+、OH-。由水電離產(chǎn)生的，則總反應(yīng)中需將其變成H2O，所有總反應(yīng)的條件均為電解 。,可以相同可以不同,不同,陰陽(yáng)極由外電源決定 與電源負(fù)極相連的為陰極 與電源正極相連的為陽(yáng)極,正負(fù)極由電極材料決定 活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極,陽(yáng)極：氧化反應(yīng) 陰極：

6、還原反應(yīng),負(fù)極：氧化反應(yīng) 正極：還原反應(yīng),電能化學(xué)能,化學(xué)能電能,有外加電源,本身是電源，外接用電器,負(fù)陰 陽(yáng)正,負(fù)導(dǎo)線正,H2SO4 NaOH Na2SO4,H2O,增大,增大,增大,增大,減小,不變,加H2O,加H2O,加H2O,HCl CuCl2,HCl CuCl2,減小,減小,增大,/,加HCl 加CuCl2,NaCl CuSO4,電解質(zhì)和水,部分離子濃度減小,部分離子濃度減小,增大,減小,加HCl,加CuO,陽(yáng)極:4OH-4e-=2H2O+O2 陰極:4H+ 4e- =2H2 ,陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰: 2H+ 2e - =H2 ,陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰:

7、 Cu 2+ 2e - = Cu,陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰: 2H+ 2e - =H2 ,陽(yáng): 4OH-4e- =2H2O+O2陰: 2Cu 2+ 4e- =2 Cu,【練習(xí)1】 根據(jù)電解原理，畫(huà)出電解NaCl水溶液的裝置圖。用碳棒作兩極材料，注明哪是陽(yáng)極哪是陰極，寫(xiě)出兩極反應(yīng)式及總的電解化學(xué)方程式。,陽(yáng)極： 2Cl-2e- = Cl2 陰極： 2H+2e- = H2,【練習(xí)2】,分析下圖，哪些是原電池，哪些是電解池？,A、a為負(fù)極，b為正極 B、a為陽(yáng)極，b為陰極 C、電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加 D、電解過(guò)程中，氯離子濃度不變,陰極d：,陽(yáng)極c：,2Cl 2e ,Cu2+ + 2

8、e Cu,C,【練習(xí)3】 如右圖是電解氯化銅溶液的裝置,其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（ ）,Cl2,C,【練習(xí)4】完成下列溶液的電極反應(yīng)（以石墨為電極電解）,7 鹽酸 8 CuCl2溶液,1 硫酸溶液 2 NaOH溶液 3 Na2SO4,4 AgNO3溶液 5 CuSO4溶液 6 KCl溶液,電解水型,電解電解質(zhì)和水型,電解電解質(zhì)本身型,二. 電解原理的應(yīng)用,1.電解飽和NaCl溶液,（氯堿工業(yè)）,兩極材料：碳棒或其它惰性電極,NaCl = Na+ + Cl,陰極：,陽(yáng)極：,2Cl 2e Cl2,2H+ + 2e H2,2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl

9、2,總反應(yīng)：,通電,陽(yáng)極產(chǎn)物 Cl2 和陰極產(chǎn)物 NaOH（H2）如何檢驗(yàn)？,陽(yáng)極：,使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙 變藍(lán),陰極：,滴入酚酞，溶液變紅,+,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,陽(yáng)離子交換膜,陽(yáng)極室,陰極室,電解飽和食鹽水的原理示意圖,10,（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦(惰性),氯堿工業(yè)：離子交換膜法制燒堿,（2）離子交換膜的作用：,a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸； b、避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉 的產(chǎn)量。,只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl、OH離子和 氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。,陽(yáng)

10、離子交換膜：,思考: 利用電解原理，用鐵、銅、硫酸銅溶液能否實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍銅？怎樣實(shí)現(xiàn)？,2、電鍍, 定義：,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方法。, 電鍍材料的選擇：,陰極, 裝置：,銅,鍍件,CuSO4溶液,陽(yáng)極,陰極,（電鍍銅）,陽(yáng)極：,陰極：,Cu 2e = Cu2+,Cu2+ + 2e = Cu, 電鍍的特點(diǎn)：,電鍍液的濃度基本不變。,陽(yáng)極參加反應(yīng),鍍件(待鍍金屬),陽(yáng)極, 鍍層金屬,電鍍液,含有鍍層金屬離子的溶液,1. a 、b哪一極為正極？,2. 若要給鐵叉鍍銀， a極選用什么材料？ 選擇何種溶液？,【思考】,e,+,陽(yáng)極,陰極,3、銅的電解精煉,粗銅：含雜

11、質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）,陽(yáng)極：,Zn 2e = Zn2+ Fe 2e = Fe2+ Ni 2e = Ni2+ Cu 2e = Cu2+,Zn Fe Ni Cu Ag Au,陰極：,陽(yáng)極泥,思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？,粗銅,純銅,硫酸銅溶液,陽(yáng)極,陰極,Cu2+ + 2e = Cu,基本不變，稍變小,若把陰極純銅換成鐵棒，電解過(guò)程變嗎？,不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。,4、電冶金,冶煉活潑金屬 K Al,2Al2O3 (熔融) = 4Al + 3O2,通電,MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2,2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2,AlCl3

12、 ？,MgO ？,為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？,通電,通電,冰晶石,鹽溶液則相當(dāng)于電解水中的H+得到氫氣,1、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶液時(shí)， 陰極析出的物質(zhì)是 ；陽(yáng)極產(chǎn)物是 。 2、兩極都用銀片作電極電解AgNO3時(shí)，陽(yáng)極的產(chǎn)物 是 ；陰極的產(chǎn)物是 。,練習(xí)1:,Cu,Cl2,Ag+,Ag,3、試寫(xiě)出下列裝置中所發(fā)生的電極反應(yīng)式。,石墨 石墨 粗銅 純銅 純銅 鐵,CuSO4溶液,CuSO4溶液,CuSO4溶液,(A) (B) (C),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。,+,陰極,陽(yáng)極,PH變大,PH變小,練習(xí)2:,下列描述不

13、正確的是（ ） A把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 B把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵 C把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快 D與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極,B,練習(xí)3:,下列關(guān)于銅電極的敘述，正確的是（ ） A銅鋅原電池中銅是負(fù)極 B用電解法精煉粗銅時(shí)，純銅作陽(yáng)極 C在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極 D電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極,C,練習(xí)4:,下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是( ) AX是正極，Y是負(fù)極 BX是負(fù)極，Y是正極 CCuSO4溶液的PH值逐漸減小 DCu

14、SO4溶液的PH值不變,A C,+,陽(yáng),陰,陽(yáng),陰,練習(xí)5:,按照下圖接通線路，反應(yīng)一段時(shí)間后，回答下列問(wèn)題 （1）U型管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象?寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 （2）在a、b燒杯中發(fā)生什么現(xiàn)象 （3）如果小燒杯中有0.508克碘析出，問(wèn)大燒杯中，負(fù)極減輕多少克?,0.13g,+,陽(yáng)極,陰極,溶液變藍(lán),有氣泡,練習(xí)6:,溶液變紅,用鉑電極電解 1L Cu(NO3)2 和 KNO3 混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體. 求： （1）電解后溶液的pH （2）確定析出銅的物質(zhì)的量,0.5mol,PH=0,練習(xí)7:,用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收