1、第三節(jié) 電解池,（第一課時(shí)）,氫氣,氧氣,電解 電解水 ：2 H2O =2 H2 O2,+,_,思考回憶,1、電解質(zhì)是指在_能夠?qū)щ姷幕衔铩?2、電離是指電解質(zhì)在_或_狀態(tài)下離解成_的過(guò)程。 3、原電池是_ 的裝置 。 4、構(gòu)成原電池的條件是,水溶液或熔融狀態(tài)下,水溶液,熔融,自由移動(dòng)離子,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路、自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng),探究實(shí)驗(yàn)1,無(wú) 明顯變化,沒(méi)有且不能自發(fā)發(fā)生原電池反應(yīng),裝置不滿足構(gòu)成原電池的條件,分析原因:,探究實(shí)驗(yàn)2,如圖所示，將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接，浸入盛有CuCl2溶液的燒杯中 ，再接通12V直流電

2、,觀察現(xiàn)象。 約35min后切斷電源。,Cu,Cl2,陰極,陽(yáng)極,CuCl2溶液,陽(yáng)極：,陰極:,2Cl-2e-= Cl2 ,Cu2+ 2e-= Cu,(氧化反應(yīng)),(還原反應(yīng)),總反應(yīng)：,陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成為原子或分子。如： CuCl2=Cu+Cl2,通電,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(dòng)的離子例：CuCl2=Cu2+2Cl-,只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì),電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上,電解與電離比較：,1.電解：,使直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，叫做電解。,3.構(gòu)成電解池的條件：

3、,直流電源；,陰極:與電源負(fù)極相連 還原反應(yīng),陽(yáng)極:與電源正極相連 氧化反應(yīng),陰、陽(yáng) 電極,電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；,2.電解池：,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。,一、電解原理,形成閉合回路。,練習(xí),分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。,161110,4、電子的流向:,5、離子定向移動(dòng):,異性相吸,陽(yáng)氧化、陰還原,6、電極反應(yīng)：,電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極， 再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。 （注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）,陽(yáng)離子向 陰極移動(dòng), 陰離子向 陽(yáng)極移動(dòng).,陰離子失去電子,陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。,影響離子放電的因素：,7.產(chǎn)物的判斷,要判斷電極反應(yīng)的產(chǎn)物，必

4、須掌握離子的放電順序。,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ 濃度大時(shí)才先放電 Pb2+ Sn2+ +Fe2+Zn2+ H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。,陰極： 電子，發(fā)生_反應(yīng)， 離子 越強(qiáng)，放電越容易。,陽(yáng)離子得,還原,氧化性,用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：溶液中陰離子的放電順序是：,陽(yáng)極：,活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。,陽(yáng)極： 電子，發(fā)生_反應(yīng)， 離子 越強(qiáng)，放電越容易,陰離子失,氧化,還原性,金屬 S2- I- Br- Cl OH- 含氧酸根 F-,除Pt、Au,

5、（無(wú)氧酸根 氫氧根 含氧酸根）,（1）惰性電極：（只考慮溶液中離子放電） 陰極：陽(yáng)離子還原 陽(yáng)極：陰離子氧化 （2）活潑電極：陽(yáng)極為金屬（除Pt、Au) 陰極：陽(yáng)離子還原 陽(yáng)極：金屬氧化,8.電極反應(yīng)式的書寫,Cu,Cu,Fe,Cu,CuSO4溶液,稀硫酸溶液,思考: 下列兩個(gè)電解池的電極反應(yīng)式,陽(yáng)極,陰極,Cu - 2e- = Cu2 +,Cu2+ + 2e- = Cu,Cu - 2e- = Cu2 +,2H+ + 2e- = H2 ,陽(yáng)極,陰極,陽(yáng)極,陰極,（包括水的電離，并分 成陽(yáng)離子組和陰離子組）,明確溶液中存在哪些離子,判斷陰陽(yáng)離子的放電順序,根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極還原完成電極反應(yīng)式,書

6、寫電極反應(yīng)式及總方程式的方法小結(jié),判斷電極材料,（注意得失電子守恒）,由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式,（弱電解質(zhì)的須保持分子形式）,先電離,后電解,三、電解規(guī)律(用惰性電極電解時(shí)),電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，pH不變。若要恢復(fù)原來(lái)的濃度，只需加入一定量的 即可。,實(shí)質(zhì)：電解水,例如：電解Na2SO4溶液,增大,水,電解無(wú)氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的 無(wú)氧酸鹽溶液，如電解鹽酸、CuCl2溶液等,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，pH增大 若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度，需加入一定量的

7、(通入一定量的HCl氣體),陽(yáng)極： 2Cl 2eCl2,陰極： 2H+ +2e H2 ,例如：電解鹽酸溶液,實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解,減小,溶質(zhì),電解不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和水都 有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。,陽(yáng)極 ： 4OH4e2H2O +O2,陰極： 2Cu2+ +4e2Cu,pH 減小，若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度， 需加入一定量金屬氧化物。,電解CuSO4溶液,實(shí)質(zhì)：電解質(zhì)和水均被電解,電解活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，電解質(zhì)和水 都有一部分被電解如電解NaCl溶液等。,pH 增大，若要恢復(fù)原來(lái)的組成和濃度， 需通入一定量的HCl。,陽(yáng)極 (C)： 2Cl

8、2eCl2,陰極 (C)： 2H+ +2e H2 ,總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2O = Cl2+H2+2OH-,小結(jié),解答有關(guān)電解問(wèn)題步驟,1.首先觀察是否有外接電源,2.分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子分兩組.,3.觀察陽(yáng)極是否為金屬, 金屬作陽(yáng)極失電子,4.根據(jù)陰陽(yáng)兩極放電順序?qū)懗鰞蓸O反應(yīng)式.,5.合并兩極反應(yīng)寫出電解反應(yīng)式.,1、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 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,【親 身 體 驗(yàn)】,+,陰極,陽(yáng)極,陰極d：,陽(yáng)極c：,2Cl 2e C

9、l2,Cu2+ + 2e Cu,C,111016,2、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，符合這一情況的是（ ）,A,與電源正極相連,陽(yáng)極,陰極,與電源負(fù)極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),陽(yáng)離子移向,陰離子移向,發(fā)生還原反應(yīng),電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系,小結(jié),結(jié)一結(jié)：,電極反應(yīng)：,陽(yáng)氧化、陰還原,離子流向：,異性相吸,電子流向：,電子從負(fù)極流向陰極，經(jīng)溶液離子 導(dǎo)電，再?gòu)年?yáng)極流回正極,(陽(yáng)氧),電解池與原電池有哪些異同,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,形成條件,將電能 轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置,將化學(xué)能

10、轉(zhuǎn)變成電能的裝置,定義,裝置 實(shí)例,電解池,原電池,裝置,自發(fā)的氧化還原反應(yīng),不自發(fā)的氧化還原反應(yīng), 要在外加電場(chǎng)作用下才可發(fā)生,電解池與原電池有哪些異同(續(xù)),電源負(fù)極電解池陰極電解池陽(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,三、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

11、惰性電極,NaCl = Na+ + Cl,陰極：,陽(yáng)極：,2Cl 2e Cl2,2H+ + 2e H2,2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2,總反應(yīng)：,通電,陽(yáng)極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物能接觸嗎？,陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2和陰極產(chǎn)物NaOH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,離子交換膜,1110,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因?yàn)? .,(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純, 反應(yīng)方程式: .,第一個(gè)問(wèn)題:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸,解決方法:使用離子交換膜,電解飽

12、和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題:,+,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,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 陽(yáng)離子交換膜：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。 （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Cl2和NaOH反應(yīng)生成 ，而影響NaOH的產(chǎn)量。,氯堿工業(yè)：離子交換膜法制燒堿,16,提示：,第二個(gè)問(wèn)題：精制食鹽水,泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、

13、 Fe3+ 、SO42-,Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-,Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+,Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-,Na+、 Cl-、CO32-、OH-,Na+、 Cl-,沉降,除泥沙,略過(guò)量BaCl2 溶液,除SO42-,略過(guò)量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,略過(guò)量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,適量HCl溶液,調(diào)節(jié)PH 除CO32- 、OH-,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：,陰極鍍件 陽(yáng)極

14、鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液, 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)的電解，,3、銅的電解精煉,粗銅：含雜質(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,粗銅,純銅,硫酸銅溶液,陽(yáng)極,陰極,Cu2+ + 2e = Cu,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

15、鍍銅。,電解法 （活潑金屬）,熱還原法 （大部分金屬）,熱分解法 （極少數(shù) 不活潑金屬）,不同金屬冶煉方法的選擇,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 ？,通電,通電,冰晶石,111016,AlCl3為分子晶體，在融融狀態(tài)下不電離，不導(dǎo)電， 不能被電解。,例1 ： 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(標(biāo)況)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.,解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O

16、+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗OH- 2mol,即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.,四、電解計(jì)算電子守恒法,例2 ： 用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D

17、.4mol/L,A,陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol,則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A,小試牛刀,例3 ： 某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，相對(duì)分子質(zhì)量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求： 金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值； 電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。,Mx+ + xe- = M 0.005mol 0.01mol 0.32g,所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3,產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1,練

18、習(xí)：用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg,B,原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律,若無(wú)外接電源， 可能是原電池，然后依據(jù)原 電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看” 先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同 再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中 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(zhì)溶液中， 則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，則為電鍍池，其余情 況為電解池。,課后作業(yè)：比較電解池和原電池的異同（列表格）,【原電池與電解池的結(jié)合】,鞏固練習(xí),1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書寫(惰性電極，