1、第三節(jié) 電解池電解原理,海城高中：里洪君,原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,有沒有將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置呢？,電解水實驗,一、電解原理,電解氯化銅溶液,實驗現(xiàn)象:,電流表的指針：,陰極：石墨棒上逐漸覆蓋了一層_。,陽極：石墨棒上有_放出，并可聞到_，同時看到_試紙變?yōu)開色。,發(fā)生偏轉(zhuǎn),紅色固體,氣泡,刺激性的氣味,濕潤的碘化鉀淀粉,藍,1、原理,電極反應(yīng)式：,陽極：2Cl2e- = Cl2 ,電解氯化銅溶液,陰極： Cu2+ 2e- = Cu,離子化合價升高或失去電子,(氧化反應(yīng)),離子化合價降低或得到電子,(還原反應(yīng)),2、電解的概念,使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩級引起氧化和還原反應(yīng)

2、的過程叫做電解。,注意： 電流必須是直流電而不是交流電。 熔融狀態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。,3、電解池: 借助于電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。,構(gòu)成電解池的條件：,（1）直流電源。 （2）兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。 （3）電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)。 （4）形成閉合回路,與電源正極相連,陽極,陰極,與電源負極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),陽離子移向,陰離子移向,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)： 陽氧化、陰還原(陽氧),離子流向:異性相吸,小結(jié),電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系,電極產(chǎn)物反思,為什么不是氧氣呢？,為什么不產(chǎn)生氫氣

3、呢？,說明：得失電子的能力不同,失電子能力：,Cl-OH-,得電子能力：,Cu2+H+,放電 能力,放電 次序,4、放電能力,陰離子失去電子，陽離子得到電子的過程叫放電。,、陽離子放電（得電子）順序：,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+(水) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,、陰離子放電（失電子）順序：,氧化性,還原性,S2 I Br Cl OH (水)含氧酸根 (NO3、SO42 等) F,離子放電順序：,5、電解產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物,判斷陽極材料及陰陽兩極附近離子

4、種類及離子放電順序,先電離,后電解,電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,例如：電解Na2SO4溶液,電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液,實質(zhì)：電解水,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù) ，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的 即可,增大,水,電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,電解鹽酸、CuCl2溶液,電解鹽酸,電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液,實質(zhì)：電解質(zhì)本身被電解,電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)_，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的_,減小,溶質(zhì),電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,電解鹽酸、CuCl2溶

5、液,電解CuSO4溶液、AgNO3溶液,電解CuSO4溶液,電解不活潑金屬的含氧酸鹽,電解質(zhì)和水都有一部分被電解,電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物,電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,電解鹽酸、CuCl2溶液,電解CuSO4溶液、AgNO3溶液,電解NaCl溶液,電解活潑金屬的含氧酸鹽溶液,電解質(zhì)和水都有一部分被電解,電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl,含氧酸,H2SO4,強堿,NaOH,活潑金屬的含氧酸鹽,Na2SO4,無氧酸,HCl,陽:4OH- + 4e- = O2+2H2

6、O 陰:4H+ + 4e- = 2H2,減小,增大,不變,H2O,陽極：2Cl- 2e- = Cl2 陰極：2H+2e- = H2,增大,HCl,不活潑金屬的無氧酸鹽,CuCl2,陽極：2Cl- 2e- = Cl2 陰極：Cu2+2e- = Cu,增大,CuCl2,活潑金屬的無氧酸鹽,NaCl,陽極：2Cl- 2e- = Cl2 陰極：2H+2e- = H2,增大,HCl,不活潑金屬的含氧酸鹽,CuSO4,陽:4OH- +4e- = O2+2H2O 陰:2Cu2+4e- = 2Cu,減小,CuO,電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：,若使溶液在電解后恢復(fù)原狀，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的

7、原則,如果陽極材料，不是碳棒電極，而是用銅，情況還會一樣嗎？,若陽極是活性電極(石墨、金、鉑之外）陽極本身失去電子被氧化，陰離子不在陽極放電。,陽極 ( Cu )： Cu 2e- Cu2+,陰極 ( Cu )：Cu2+ + 2e- Cu,4、放電能力,陰離子失去電子，陽離子得到電子的過程叫放電。,、陽離子放電（得電子）順序：,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+(水) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,、陰離子放電（失電子）順序：,氧化性,還原性,S2 I Br Cl OH (水)含氧酸根 (NO3、SO42 等) F,離子放電順序：,金

8、屬(除Au、Pt) ,5、電解產(chǎn)物的判斷和電極方程式的書寫,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物,判斷陽極材料及陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序,先電離,后電解,首先看陽極材料，若陽極是活性電極陽極本身失去電子被氧化，若陽極是惰性電極，陰離子在陽極放電,二、電解原理的應(yīng)用,1、電解飽和食鹽水以制燒堿、氯氣和氫氣(氯堿工業(yè) ),陽極：2Cl-2e- = Cl2,陰極：2H+2e- = H2 ,2、電鍍,(1)、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。,(2)、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,陽極：

9、,陰極：,Cu 2e = Cu2+,Cu2+ + 2e = Cu,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,+,陽極,陰極,3、銅的電解精煉,粗銅：含雜質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）,陽極：,Zn 2e = Zn2+ Fe 2e = Fe2+ Ni 2e = Ni2+ Cu 2e = Cu2+,Zn Fe Ni Cu Ag Au,陰極：,陽極泥,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,陽極,陰極,Cu2+ + 2e = Cu,基本不變，但變小,若把陰極純銅換成鐵棒，電解過程變嗎？,不變，但不是精煉

10、銅了，而叫電鍍銅。,鋁土礦,食鹽晶體,4、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬的方法）,冶煉活潑金屬 K Al,MgCl2 (熔融) = Mg + Cl2,2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2,通電,通電,電解熔融氯化鈉制鈉,AC,練習(xí)1、電解飽和食鹽水時，陰極區(qū)生成的產(chǎn)物為（ ） A、氫氣 B、氯氣 C、氫氧化鈉 D、以上都有,練習(xí)2、在鐵制品上鍍一定厚度的銅層，以下方案設(shè)計正確的是（ ） A、銅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有銅離子 B、鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有銅離子 C、鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子 D、銅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有銅離子,A,練習(xí)3、下列關(guān)于電解精煉銅的說法中不正確的是（ ） A、電解質(zhì)溶液中要含有Cu2+ B、粗銅作陽極，精銅作陰極 C、電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng) D、粗銅中所含Zn、Fe、Ni等雜質(zhì)電解后以單質(zhì)形式沉積于陽極泥中,D,練習(xí)4、下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是( ) AX是正極，