《第三節(jié) 電解池》

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池2022年5月3日星期二教學(xué)目標(biāo)：1、了解電解池的工作原理2、理解離子的放電順序及電解反應(yīng)物和產(chǎn)物的判斷3、正確書寫電解池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式4、了解電解原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用教學(xué)重難點(diǎn)：1、理解離子的放電順序及電解反應(yīng)物和產(chǎn)物的判斷2、正確書寫電解池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式實(shí)驗(yàn)4-2：P79現(xiàn)象：（1）陰極：有紅色的固體（銅）析出（2）陽極：有刺激性氣味的氣泡產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)結(jié)論：CuCl2溶液在電流的作用下，分解生成了Cu和Cl2視頻陰極：有銅析出陽極：碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)Cu2+ + 2e- = Cu (C

2、u2+得電子,發(fā)生還原反應(yīng))2 Cl- - 2e- = Cl2 (Cl-失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng))實(shí)驗(yàn)4-2：P79CuCl2 Cu +Cl2電解總反應(yīng)： 1、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。一、電解原理 2、電解池：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，又稱電解槽。 3、構(gòu)成：直流電源、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 惰性電極：石墨、金、鉑活性電極：石墨、金、鉑以外的金屬電極材料發(fā)生還原反應(yīng),與電源的負(fù)極相連發(fā)生氧化反應(yīng),與電源的正極相連電極陰極陽極4、原理電子流向陽極 陰極經(jīng)電源離子移動(dòng)方向陰離子向陽極移動(dòng)陽離子向陰極移動(dòng)與原電池的區(qū)別陰極陽極e

3、-e- CuCl2溶液中存在著那些離子？為 什么H+ 、OH- 沒有得失電子呢?陽離子：H+ 、Cu2+陰離子：OH- 、Cl-離子得、失電子的能力不同4、離子放電及放電順序 放電：在電極的作用下，離子因得到(或失去)電子而發(fā)生還原(或氧化)反應(yīng)的過程叫做放電。 K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(水) Zn2+ Fe2+ Sn2+Pb2+ H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+ S2IBrClOH含氧酸根(如SO42-、NO3-)F(最高價(jià)含氧酸根)KCl溶液練習(xí)：判斷下列溶液中的離子放電情況CaCl2(熔融)FeSO4溶液HCl溶液CuCl2和NaBr的混合溶液H+、Cl-Fe2+ 、OH

4、-Ca2+ 、Cl-H+、Cl-Cu2+ 、Br -5、電解產(chǎn)物的判斷陽極產(chǎn)物 若為活性電極，則電極材料失電子，電極溶解先看電極材料 若為惰性電極(Pt、Au、石墨)，則根據(jù)陰離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物根據(jù)陽離子放電順序判斷練習(xí)：判斷下列電解產(chǎn)物(均用惰性電極)電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液溶液含有的離子含有的離子陰極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物KClNa2SO4HClNaOHK+、H+、Cl-、OH-Na+、H+、SO42-、OH-H+、Cl-、OH-Na+、H+、OH-H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2練習(xí)：判斷下列電解產(chǎn)物電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液溶液電極材料電極材料陰極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物KClN

5、a2SO4HClNaOHFeCuCuPtH2Fe2+H2H2H2O2Cu2+Cu2+練習(xí)：判斷下列電解產(chǎn)物(均用惰性電極)電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液溶液放電的離子放電的離子陰極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物KCl和和CuSO4Na2SO4和和KBrHCl和和FeI2NaOH和和K2SCu2+、Cl-H+、Br -H+、I-H+、S2-CuCl2H2Br2H2I2H2S 6、電極反應(yīng)和總反應(yīng)的書寫以石墨為電極材料電解KCl溶液為例陽極： 2Cl-2e- = Cl2 陰極：總反應(yīng)2Cl- +2H2O Cl2+H2+2OH-電解H+是由水電離產(chǎn)生的2H+2e- = H2 2KCl +2H2O Cl2+H2+2

6、KOH電解 6、電極反應(yīng)和總反應(yīng)的書寫以石墨為電極材料電解HCl溶液為例陽極：2Cl-2e- = Cl2 陰極：2H+2e- = H2 總反應(yīng) 2HCl Cl2 +H2 電解2Cl- + 2H+ Cl2 +H2 電解 練習(xí)：以碳棒為電極，電解下列溶液，寫出電極反應(yīng)式及總化學(xué)方程式1、 HI溶液2、 H2SO4溶液3、 Na2SO4溶液4、 AgNO3溶液若使溶液恢復(fù)，應(yīng)加入什么物質(zhì)電解池小結(jié)與電源正極相連陽極陰極與電源負(fù)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)1、電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系2、對(duì)比原電池與電解池電解池與原電池的比較電解池原電池能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能電極

7、名稱陽極:與電源正極相連陰極:與電源負(fù)極相連 正極:電子流入的一極負(fù)極:電子流出的一極離子的遷移方向陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移電極反應(yīng)的類型陽極氧化陰極還原負(fù)極氧化正極還原相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)二、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽溶液制燒堿、氯氣和氫氣一)、氯堿工業(yè)Cl2Cl-H2Na+H+OH-淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜 陽 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室+-氯堿工業(yè)的簡易裝置圖(離子交換膜電解槽)陽極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：2H+ + 2e- = H2 總反應(yīng)：食鹽水中存在的離子：

8、Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-離子放電順序：陽離子:陰離子:2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 電解H+ Na+ Cl- OH-演示實(shí)驗(yàn)：電解飽和氯化鈉溶液結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因二、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽溶液制燒堿、氯氣和氫氣一)、氯堿工業(yè)二)、電鍍 在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法，使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度2、電鍍?cè)黼婂冦~原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液陽極:鍍層金屬（純銅板）陰極:待鍍金屬制品電鍍液:含有鍍層銅離子的電解質(zhì)(硫酸銅溶液)電鍍銅粗銅的精煉Zn - 2e-

9、= Zn2+陽極泥: 相對(duì)不活潑的金屬(Ag、Au)以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥電解精煉銅原理粗銅板純銅板CuSO4陽極:Cu - 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- = Cu 陰極: 粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))陽極： 銅及比銅活潑的Zn、Fe、Ni、等雜質(zhì)放電)Ni - 2e- =Ni2+隨著電解的進(jìn)行，電解液(CuSO4)的濃度會(huì)逐漸減小純度可達(dá)99.95%99.98%Fe - 2e- = Fe2+二、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽溶液制燒堿、氯氣和氫氣一)、氯堿工業(yè)二)、電鍍 在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法，使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度三）、電冶金M