最新選修四4.3電解池

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié) 電解池 G Zn CCCuCl2溶液溶液寫出右圖原電池的電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)。寫出右圖原電池的電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)。負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：正極： Cu2+ 2e- = Cu電池總反應(yīng)電池總反應(yīng)：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + CuCuCl2溶液溶液?jiǎn)栴}：如果把兩根石墨棒作電極插入問(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？置嗎？會(huì)發(fā)生怎樣的現(xiàn)象呢？原電池原電池是把是把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成電能電能的裝置。的裝置?！緩?fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧】Cu電解

2、原理：電解原理：通電前：通電前：CuClCuCl2 2 = Cu = Cu2+2+ + 2Cl + 2Cl- -，H H2 2O HO H+ +OH+OH- - H H+ + Cu Cu2+2+、OHOH- -、ClCl- - 為自由移動(dòng)的離子；為自由移動(dòng)的離子；通電后：通電后：CuCu2+2+、H H+ +移向移向陰極陰極得到電子，得到電子， ClCl、OH-OH-移向移向陽(yáng)極陽(yáng)極失去電子；失去電子；電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl2Cl- - 2e2e- - = Cl= Cl2 2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）陰極：陰極：CuCu2+2+ 2e2e = Cu= Cu（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）

3、總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuClCuCl2 2 = Cu + ClCu + Cl2 2 電解電解A有氣泡，刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的有氣泡，刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的 KIKI淀粉試紙變藍(lán)淀粉試紙變藍(lán)碳棒上有一層紅色物質(zhì)析出碳棒上有一層紅色物質(zhì)析出陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氯氯氣氣銅銅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：陽(yáng)極：陽(yáng)極：陰極：陰極：一、電解：一、電解：電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起陽(yáng)兩極引起氧化還原氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。反應(yīng)的過(guò)程。理解：理解：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是 過(guò)程過(guò)程。電解電解電流是直流電；電流是直流電；電解

4、是電解是非非自發(fā)地將自發(fā)地將 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為 能。能。電電化學(xué)化學(xué)1、電解池（槽）：、電解池（槽）：電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置。的裝置。2、構(gòu)成電解池的條件：、構(gòu)成電解池的條件：（1）直流直流電源、兩個(gè)電極；電源、兩個(gè)電極；（2）電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；）電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；（3）閉合回路。）閉合回路。“兩極一液一電源兩極一液一電源”發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)陰離子移向陰離子移向電源正極電源正極 (陽(yáng)極陽(yáng)極)3. 電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系電源負(fù)極電源負(fù)極 (陰極陰極)發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)離子移向陽(yáng)離子移向離子放電：離子放電： 陰陰離子離子失失電

5、子、電子、陽(yáng)陽(yáng)離子離子得得電子的過(guò)程。電子的過(guò)程。4 4、離子放電順序：、離子放電順序：1)1)、陽(yáng)離子放電（得電子）順序、陽(yáng)離子放電（得電子）順序：AgAg+ + Hg Hg2+ 2+ FeFe3+3+ Cu Cu2+ 2+ H H+ +（水）（水） Pb Pb2+ 2+ Sn Sn2+ 2+ FeFe2+2+ ZnZn2+ 2+ AlAl3+ 3+ Mg Mg2+ 2+ Na Na+ + Ca Ca2+ 2+ Ba Ba2+ 2+ K K+ +2)2)、陰離子放電（失電子）順序：陰離子放電（失電子）順序：氧化性氧化性還原性還原性S S2 2 I I Br Br Cl Cl OH OH (

6、(水水) (NO) (NO3 3、SOSO4 42 2 等等) )含氧酸根含氧酸根 F F注意：注意：若若陽(yáng)陽(yáng)極是活性電極極是活性電極( (鉑、金、碳之外鉑、金、碳之外）陽(yáng)極本身失去電）陽(yáng)極本身失去電子被氧化，陰離子不在陽(yáng)極放電子被氧化，陰離子不在陽(yáng)極放電; ;若陽(yáng)極是惰性電極，還原性若陽(yáng)極是惰性電極，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。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 5、電解池的反應(yīng)原理、電解池的反應(yīng)原理還原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2 2eCu電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)2Cl2eCl2陰離子陰離子 陰極陰極 陽(yáng)極陽(yáng)極 石墨石墨|石墨石墨正極正極負(fù)極負(fù)極陽(yáng)離

7、子陽(yáng)離子eeee2ClCu2 = Cu+Cl2電解電解總反應(yīng)：總反應(yīng)：【總結(jié)總結(jié)】分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原陽(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物分析得出產(chǎn)物判斷判斷陽(yáng)極材料陽(yáng)極材料及陰陽(yáng)兩極附近及陰陽(yáng)兩極附近離子種類離子種類及離子放電順序及離子放電順序先電離先電離后電解后電解166.6.電極反應(yīng)式的書(shū)寫電極反應(yīng)式的書(shū)寫(1). 寫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)式寫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). 寫出用銅做電極電解寫出用銅做電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式硫酸銅溶液的電極

8、反應(yīng)式陽(yáng)極陽(yáng)極4OH4OH- - - 4e- 4e- - = 2H= 2H2 2O + OO + O2 2陰極陰極2Cu2Cu2+ 2+ + 4e+ 4e- - = 2Cu= 2Cu總反應(yīng)式總反應(yīng)式2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2 電解電解陽(yáng)極陽(yáng)極 ( Cu )：陰極陰極 ( Cu )：Cu 2e Cu2+ Cu2+ + 2e Cu 7. 7. 書(shū)寫電解方程式的注意事項(xiàng)書(shū)寫電解方程式的注意事項(xiàng)（1 1）首先首先看陽(yáng)極看陽(yáng)極材料，若陽(yáng)極是活性電極，陽(yáng)極本身失去電材料，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。子被氧化，若陽(yáng)極是惰性電極，陰離子

9、在陽(yáng)極放電。（2）找出溶液中）找出溶液中所有所有離子離子（3）按）按放電放電順序?qū)懗鲰樞驅(qū)懗鲫庩?yáng)極反應(yīng)陰陽(yáng)極反應(yīng)（4）加和加和得到總反應(yīng)得到總反應(yīng)（5）若有若有H+、OH-。由水電離產(chǎn)生的，則總反應(yīng)中需將其變。由水電離產(chǎn)生的，則總反應(yīng)中需將其變成成H2O，所有總反應(yīng)的條件均為，所有總反應(yīng)的條件均為電解電解 。電解池電解池原電池原電池電極材料電極材料電極名稱電極名稱電極反應(yīng)電極反應(yīng)能量變換能量變換電子流向電子流向特征特征可以相同可以不同可以相同可以不同不同不同陰陽(yáng)極由外電源決定陰陽(yáng)極由外電源決定與電源負(fù)極相連的為陰極與電源負(fù)極相連的為陰極與電源正極相連的為陽(yáng)極與電源正極相連的為陽(yáng)極正負(fù)極由電極材

10、料決定正負(fù)極由電極材料決定活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極活潑性較強(qiáng)的金屬做負(fù)極陽(yáng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)極：氧化反應(yīng)陰陰極：還原反應(yīng)極：還原反應(yīng)負(fù)負(fù)極：氧化反應(yīng)極：氧化反應(yīng)正正極：還原反應(yīng)極：還原反應(yīng)電能電能化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能化學(xué)能電能電能有外加電源有外加電源本身是電源，外接用電器本身是電源，外接用電器負(fù)負(fù)陰陰 陽(yáng)陽(yáng)正正負(fù)負(fù)導(dǎo)線導(dǎo)線正正類型類型實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)（均為惰性電極反應(yīng)（均為惰性電極）電極）實(shí)際電實(shí)際電解對(duì)象解對(duì)象電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液濃度液濃度溶液溶液PH電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液復(fù)原復(fù)原電解電解水型水型電解電解電解電解質(zhì)型質(zhì)型電解電解電解電解質(zhì)和質(zhì)和水型水型H2SO4NaOHNa2SO4H2O增大增大增大增大

11、增大增大增大增大減小減小不變不變加加H2O加加H2O加加H2OHClCuCl2HClCuCl2減小減小減小減小增大增大/加加HCl加加CuCl2NaClCuSO4電解質(zhì)電解質(zhì)和水和水部分離子部分離子濃度減小濃度減小部分離子部分離子濃度減小濃度減小增大增大減小減小加加HCl加加CuO陽(yáng)極陽(yáng)極:4OH-4e-=2H2O+O2陰極陰極:4H+ 4e- =2H2 陽(yáng)陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰陰: 2H+ 2e - =H2 陽(yáng)陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰陰: Cu 2+ 2e - = Cu陽(yáng)陽(yáng): 2Cl-2e - =Cl2 陰陰: 2H+ 2e - =H2 陽(yáng)陽(yáng): 4OH-4e- =2

12、H2O+O2陰陰: 2Cu 2+ 4e- =2 Cu【練習(xí)練習(xí)1 1】 根據(jù)電解原理，畫出電解根據(jù)電解原理，畫出電解NaCl水溶液的裝水溶液的裝置圖。用碳棒作兩極材料，注明哪是陽(yáng)極哪是陰極，置圖。用碳棒作兩極材料，注明哪是陽(yáng)極哪是陰極，寫出兩極反應(yīng)式及總的電解化學(xué)方程式。寫出兩極反應(yīng)式及總的電解化學(xué)方程式。陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氯化鈉溶液氯化鈉溶液2NaCl+2H2O=H2+ Cl2+2NaOH電解電解【練習(xí)練習(xí)2 2】分析下圖，哪些是原電池，哪些是電解池？分析下圖，哪些是原電池，哪些是電解池？A A、a a為負(fù)極，為負(fù)極，b b為正極為正極 B B、a a為陽(yáng)極，為陽(yáng)極，b b為陰極為陰極 C C

13、、電解過(guò)程中，、電解過(guò)程中，d d電極質(zhì)量增加電極質(zhì)量增加 D D、電解過(guò)程中，氯離子濃度不變、電解過(guò)程中，氯離子濃度不變陰極陰極d：陽(yáng)極陽(yáng)極c：2Cl 2e Cu2+ + 2e CuC【練習(xí)練習(xí)3】 如右圖是電解氯化銅溶液的裝置如右圖是電解氯化銅溶液的裝置,其中其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（ ）Cl2C C【練習(xí)練習(xí)4 4】完成下列溶液的電極反應(yīng)（以石墨為電極完成下列溶液的電極反應(yīng)（以石墨為電極電解）電解） 7 7 鹽酸鹽酸 8 CuCl8 CuCl2 2溶液溶液 1 硫酸溶液硫酸溶液 2 NaOH溶液溶液 3 Na2SO44 AgNO34

14、 AgNO3溶液溶液 5 CuSO45 CuSO4溶液溶液 6 KCl6 KCl溶液溶液電解水型電解水型電解電解質(zhì)和水型電解電解質(zhì)和水型電解電解質(zhì)本身型電解電解質(zhì)本身型二二. 電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用1.1.電解飽和電解飽和NaClNaCl溶液溶液 （氯堿工業(yè)）（氯堿工業(yè)）兩極材料：兩極材料：碳棒或其它惰性電極碳棒或其它惰性電極NaCl = Na+ + ClH2O = H+ + OH陰極：陰極：陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl 2e Cl22H+ + 2e H22NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2總反應(yīng)：總反應(yīng)：通電通電陽(yáng)極產(chǎn)物陽(yáng)極產(chǎn)物 ClCl2 2 和陰極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物 Na

15、OHNaOH（H H2 2）如何檢驗(yàn)？如何檢驗(yàn)？ 陽(yáng)極：陽(yáng)極：使?jié)駶?rùn)的使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙淀粉試紙 變藍(lán)變藍(lán)陰極：陰極： 滴入酚酞，溶液滴入酚酞，溶液變紅變紅+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液陽(yáng)離子交換膜陽(yáng)離子交換膜 陽(yáng)陽(yáng) 極極金屬金屬鈦網(wǎng)鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽(yáng)陽(yáng)極極室室陰陰極極室室電解飽和食鹽水的原理示意圖電解飽和食鹽水的原理示意圖10（1 1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陰極陰極：碳鋼：碳鋼 陽(yáng)極陽(yáng)極：鈦：鈦( (惰性惰性) )氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)：離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿（2）

16、離子交換膜離子交換膜的作用：的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、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、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。的產(chǎn)量。只允許只允許陽(yáng)離子陽(yáng)離子通過(guò)通過(guò)(Cl、OH離子和離子和 氣體不能通過(guò)氣體不能通過(guò))，把，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。 陽(yáng)離子交換膜陽(yáng)離子交換膜：思考思考:利用電解原理，用鐵、銅、硫酸銅溶液能否利用電解原理，用鐵、銅、硫酸銅溶液能否實(shí)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍銅鐵上鍍銅？怎樣？怎樣實(shí)現(xiàn)？實(shí)現(xiàn)？2、電鍍電鍍 定義：定義：利用利用電解原理電解原理在某些金屬的表面鍍上一

17、薄層其它在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬金屬或是或是合金合金的方法。的方法。 電鍍材料的選擇：電鍍材料的選擇：陰極陰極 裝置：裝置：銅銅鍍件鍍件CuSO4溶液溶液陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極（電鍍銅）（電鍍銅）陽(yáng)極：陽(yáng)極： 陰極：陰極：Cu 2e = Cu2+ Cu2+ + 2e = Cu 電鍍的特點(diǎn)：電鍍的特點(diǎn)：電鍍液電鍍液的濃度基本不變。的濃度基本不變。陽(yáng)極參加反應(yīng)陽(yáng)極參加反應(yīng)鍍件鍍件(待鍍金屬待鍍金屬)陽(yáng)極陽(yáng)極 鍍層金屬鍍層金屬電鍍液電鍍液 含有含有鍍層金屬離子鍍層金屬離子的溶液的溶液1. a 1. a 、b b哪一極為正極？哪一極為正極？2. 2. 若要給鐵叉鍍銀，若要給鐵叉鍍銀， a a極選用

18、什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？【思考思考】e+陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極3、銅的銅的電解精煉電解精煉粗銅：含雜質(zhì)（粗銅：含雜質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等）等）陽(yáng)極：陽(yáng)極： Zn 2e = Zn2+Fe 2e = Fe2+Ni 2e = Ni2+Cu 2e = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陰極：陰極：陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥思考：電解完后，思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？粗銅粗銅純銅純銅硫酸銅溶液硫酸銅溶液陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極Cu2+ + 2e = Cu基本不變，稍變小基本不變，稍變小 若把陰極純銅換成鐵棒，電解過(guò)程變嗎？若把陰極純銅換成

19、鐵棒，電解過(guò)程變嗎？ 不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。 4、電冶金、電冶金冶煉活潑金屬冶煉活潑金屬 K Al 2Al2O3 (熔融熔融) = 4Al + 3O2通電通電MgCl2 (熔融熔融) = Mg + Cl22NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2AlCl3 ？MgO ？ 為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？通電通電通電通電冰晶石冰晶石鹽溶液則相當(dāng)于電解水中的鹽溶液則相當(dāng)于電解水中的H+得到氫氣得到氫氣 1、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶液時(shí)，的混合溶液時(shí)， 陰極析出的物質(zhì)是陰極析出的

20、物質(zhì)是 ；陽(yáng)極產(chǎn)物是；陽(yáng)極產(chǎn)物是 。2、兩極都用銀片作電極電解、兩極都用銀片作電極電解AgNO3時(shí)，陽(yáng)極的產(chǎn)物時(shí)，陽(yáng)極的產(chǎn)物 是是 ；陰極的產(chǎn)物是；陰極的產(chǎn)物是 。練習(xí)練習(xí)1:CuCl2Ag+Ag3、試寫出下列裝置中所發(fā)生的電極反應(yīng)式。、試寫出下列裝置中所發(fā)生的電極反應(yīng)式。石墨石墨 石墨石墨 粗銅粗銅 純銅純銅 純銅純銅 鐵鐵CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液(A) (B) (C) 如圖所示裝置，指出如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名稱、電極反池的名稱、電極名稱、電極反應(yīng)式、二池應(yīng)式、二池pH值的變化情況。值的變化情況。+陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極PH變大變大PH變小變小練習(xí)練

21、習(xí)2:下列描述不正確的是（下列描述不正確的是（ ） 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與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極B練習(xí)練習(xí)3:下列關(guān)于銅電極的敘述，正確的是（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)極用

22、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電解稀硫酸制電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極時(shí)，銅作陽(yáng)極 C練習(xí)練習(xí)4:下圖所示裝置中，下圖所示裝置中，a a、b b都是惰性電極，通電一段時(shí)間都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，后，b b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是( )( )A AX X是正極，是正極，Y Y是負(fù)極是負(fù)極B BX X是負(fù)極，是負(fù)極，Y Y是正極是正極C CCuSO4溶液的溶液的PHPH值逐漸減小值逐漸減小D DCuSO4溶液的溶液的PHPH值不變值不變a X Y bPtCuCuSOCuSO4 4溶液溶液NaClNaCl和酚酞溶液和酚酞溶液A C +陽(yáng)陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陰練習(xí)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 1）U U型管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象型管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象? ?寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出