電化學(xué)-電解池新課

1、電解池共四十二頁(yè)陽(yáng)極(yngj)：有氣泡，有刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的KI-淀 粉試紙變藍(lán)（Cl2)陰極(ynj)：碳棒上有一層紅色的銅析出現(xiàn)象？共四十二頁(yè)1、電解：使電流通過(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。2、電解池：把電能(dinnng)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。3、電解池的構(gòu)成(guchng)條件：（1）外接直流電源（2）兩個(gè)電極（可以相同，也可以不同）惰性電極（石墨，Au，Pt），活性電極(除石墨，Au，Pt)（3）電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)（4）形成閉合回路一、電解池共四十二頁(yè)1、分析(fnx)下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。原電池：電解池：一、電解池關(guān)鍵(gunj

2、in)共四十二頁(yè)2 Cl- - 2e- = Cl2 (氧化(ynghu)反應(yīng))Cu2+ + 2e- = Cu (還原(hun yun)反應(yīng))總反應(yīng)：CuCl2 Cu +Cl2電解陰極吸引陽(yáng)離子，陽(yáng)離子得電子e-e-陽(yáng)極吸引陰離子，陰離子失電子氧化性強(qiáng)的先得電子還原性強(qiáng)的先失電子陰極陽(yáng)極+-二、電解原理共四十二頁(yè)二、電解(dinji)原理1、陰極：得到電子，化合價(jià)降低(jingd)，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原 陽(yáng)極：失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化2、電解池中電荷移動(dòng)方向（1）外電路電子移動(dòng)方向：外接電源負(fù)極陰極； 陽(yáng)極外接電源正極電流方向：外接電源正極負(fù)極（2）內(nèi)電路：陰離子陽(yáng)極 陽(yáng)離子陰

3、極共四十二頁(yè)3、陰、陽(yáng)極的判斷（1）根據(jù)外接電源 陰極：與直流電源負(fù)極相連，得電子，所含元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)(fnyng) 陽(yáng)極：與直流電源正極相連，失電子，所含元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)（2）根據(jù)離子定向移動(dòng) 陰離子陽(yáng)極 陽(yáng)離子陰極（3）根據(jù)電極現(xiàn)象 質(zhì)量減少的電極一定為陽(yáng)極 質(zhì)量增加的電極一定為陰極特別(tbi)提醒：電解池的陰陽(yáng)極取決于外接電源的正負(fù)極，與電極材料的金屬活動(dòng)性無(wú)關(guān)。二、電解原理共四十二頁(yè) 活性電極：金屬(除Pt、Au、石墨(shm)等)在陽(yáng)極失去電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，陰離子不容易在電極上放電。 惰性電極(Pt、Au、石墨等) ：由溶液中的陰離子放電，溶液中

4、陰離子的放電順序（由易到難）：S 2-SO32-I -Br -Cl -OH (包括(boku)堿和水電離電離出的OH ）NO3 -SO42-(等含氧酸根離子）F-Ag+ Hg2+ Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（H2O）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ （只有熔融狀態(tài)才能放電） 注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序會(huì)發(fā)生變化 無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子，陽(yáng)離子在陰極上放電順序（由易到難）：（1）陽(yáng)極：吸引陰離子（2）陰極:吸引陽(yáng)離子二、電解原理4、放電順序共四十二頁(yè)小結(jié)：分析電解(dinji)反應(yīng)的一般思路判斷(pndun)

5、陽(yáng)極材料根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物判斷陰陽(yáng)兩極附近離子種類判斷陰、陽(yáng)兩極離子的放電順序先電離后電解1.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.標(biāo)明條件：通電或電解。若電解的H+或OH-來(lái)自于H2O，在總方程式中要以H2O形式存在，不能書寫H+或OH-作為反應(yīng)物共四十二頁(yè)1. 寫出用石墨電極電解硫酸銅溶液(rngy)的電極反應(yīng)式及總離子反應(yīng)式2. 寫出用銅作電極(dinj)電解硫酸銅溶液的電極(dinj)反應(yīng)式陽(yáng)極4OH-4e- = 2H2O+O2陰極2Cu2+4e- = 2Cu總反應(yīng)式2Cu2+2H2O=2Cu+4H+O2 電解陽(yáng)極 ( Cu

6、)：陰極 ( Cu )：Cu 2e Cu2+ Cu2+ + 2e Cu 例題共四十二頁(yè)2、以石墨為電極(dinj)，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)電極(dinj)反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式（1） H2SO4 NaOH Na2SO4 （2）HCl CuCl2 （3） NaCl （4） CuSO4 練習(xí)1. 寫出用銅作電極電解硫酸溶液(rngy)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式陽(yáng)極Cu - 2e- = Cu2+陰極2H+ + 2e- = H2總反應(yīng)式Cu + 2H+ = Cu2+ + H2電解注：當(dāng)離子濃度相差較大時(shí)，放電順序會(huì)發(fā)生變化共四十二頁(yè)類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法NaOH三、電解(din

7、ji)質(zhì)溶液電解(dinji)規(guī)律類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法H2SO4陽(yáng)極(yngj): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 陰極 :4H + 4e- = 2H2 2H2O = 2H2 +O2 通電變大變小加H2O陽(yáng)極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 陰極 :4H + 4e- = 2H2 變大變大 加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電（1）含氧酸（1）強(qiáng)堿1、惰性電極的電解共四十二頁(yè)類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法Na2SO4三、電解(dinji)質(zhì)溶液電解(dinji)規(guī)律陽(yáng)極(yngj): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 陰極:4H + 4e-

8、= 2H2 變大不變 加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電消耗H+或生成OH-的電極一定為陰極消耗OH-或生成H+的電極一定為陽(yáng)極 （1）活潑金屬含氧酸鹽共四十二頁(yè)類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法CuCl2類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法HCl三、電解(dinji)質(zhì)溶液電解(dinji)規(guī)律陽(yáng)極(yngj): Cl- 2e- = Cl2 陰極:2H + 2e- = H2 變小變大 通入適量HCl2HCl = H2 +Cl2 通電 CuCl2 = Cu + Cl2 陽(yáng)極 : 2Cl-2 e- =Cl2 陰極：Cu2+ 2e-=2Cu變小加適量CuCl2晶體電解（2）無(wú)氧酸

9、（2）不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽共四十二頁(yè)類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法CuSO4類型實(shí)例電極反應(yīng)濃度變化pH變化復(fù)原方法NaCl三、電解質(zhì)溶液(rngy)電解規(guī)律陽(yáng)極(yngj): 2Cl- 2e- = Cl 2 陰極:2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O =2NaOH+H2 +Cl2 減小增大通入適量HCl 2CuSO4+2H2O =2Cu +O2+2H2SO4陰極: 2Cu2+ 4e-=2Cu減小加適量CuO/CuCO3固體陽(yáng)極 :4OH- 4e- = 2H2O+O2 減小電解電解（3）活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（4）不活潑金屬的含氧酸鹽共四十二頁(yè)三、電解(dinji)質(zhì)溶液電解

10、(dinji)規(guī)律全品二輪(r ln)復(fù)習(xí)電解CuSO4溶液，加入堿式碳酸銅復(fù)原共四十二頁(yè)2、非惰性電極的電解(dinji)（1）、用銅做電極電解(dinji)電解(dinji)AgNO3溶液，寫出電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式。三、電解質(zhì)溶液電解規(guī)律2、用銅做電極電解電解稀H2SO4溶液，寫出電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式。陽(yáng)極: Cu- 2e- = Cu2+陰極:2Ag+ + 2e- = 2Ag陽(yáng)極: Cu- 2e- = Cu2+陰極:2H+ + 2e- = H2總反應(yīng):Cu + 2Ag+ = Cu2+ +2Ag電解總反應(yīng):Cu + 2H+ = Cu2+ + H2電解共四十二頁(yè)2、非惰性電極的

11、電解(dinji)三、電解質(zhì)溶液(rngy)電解規(guī)律（3）、用銅做電極電解電解 Na2SO4溶液，寫出電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)方程式。拓展、對(duì)比用惰性電極電解Na2SO4溶液的不同陽(yáng)極: Cu- 2e- = Cu2+陰極:2H + 2e- = 2H2 總反應(yīng):Cu + 2H2O = Cu（OH）2 + H2電解陽(yáng)極: 4OH- 4e- = 2H2O+O2 陰極:4H + 4e- = 2H2 2H2O = 2H2 +O2 通電共四十二頁(yè) 1、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解, 下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 電解稀硫酸溶液, 實(shí)質(zhì)上是電解水, 故溶液pH不變 B. 電解稀氫氧化鈉溶液, 要消耗(xioho)OH，

12、故溶液pH減小 C. 電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2 D. 電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1D 2、用石墨(shm)作電極電解CuSO4和KCl的混合溶液，電解初期陰極和陽(yáng)極分別析出的物質(zhì)是（ ） A. H2，Cl2 B. Cu，Cl2 C. H2，O2 D. Cu，O2B練習(xí)共四十二頁(yè) 3、下圖為電解水的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖, 閉合開(kāi)關(guān)S后，觀察到電壓表的示數(shù)為6.0V，毫安表的示數(shù)為100 mA。 (1) 現(xiàn)只有(zhyu)一根石墨電極和一根鐵電極，該實(shí)驗(yàn)中, A極應(yīng)選擇_做電極，B極的電極反應(yīng)式為:鐵4OH4e=2H2OO2 (2)

13、 為了加快電解(dinji)水的速率，有很多方法，其中可在水中加入某些電解質(zhì), 如_(填編號(hào)) A. Na2SO4 B. HCl C. CuSO4 D. NaClA練習(xí)共四十二頁(yè)4、用質(zhì)量均為100g的銅做電極，電解AgNO3 溶液，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差(xin ch)28g,此時(shí)兩電極質(zhì)量分別為（ ）陽(yáng)極93.6g ；陰極121.6g陽(yáng)極100g ； 陰極128g陽(yáng)極91.0g；陰極119.0g陽(yáng)極86.0g；陰極114.0gA三、電解質(zhì)溶液(rngy)電解規(guī)律練習(xí)共四十二頁(yè)1、根據(jù)得失電子守恒法：其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，兩極得失電子數(shù)相等。借助(jizh)得失電子守恒關(guān)系建立

14、已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。2、根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式的計(jì)量關(guān)系列比例式計(jì)算。常見(jiàn)微粒間的計(jì)量關(guān)系式為：4e-4H+4OH-4Cl-4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。四、關(guān)于電解(dinji)的基本計(jì)算方法共四十二頁(yè)四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法1、單一(dny)溶液的電解 （2）、用兩個(gè)惰性電極插入500mL CuSO4溶液中，通電電解。當(dāng)電極上析出固體質(zhì)量6.4g,（設(shè)陰極沒(méi)有氫氣逸出，且電解液體積變化可以忽略）生成氧氣體積為多少升？（標(biāo)況下）生成硫酸物質(zhì)的量濃度為多少？ （1）用石墨電極電解

15、2L飽和NaCl溶液，當(dāng)電源供給0.2mol電子時(shí)，所得溶液中NaOH的濃度為_(kāi)。0.1mol/L1.12L 2CuSO4+2H2O =2Cu +O2+2H2SO4電解0.2mol/L共四十二頁(yè)（1）、在100mL H2SO4和CuSO4的混合液中用石墨做電極(dinj)電解，兩極均收集到2.24L氣體（標(biāo)況），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. 4moL/L陰極(ynj) Cu2+ 2e = Cu 2H+ 2e = H2 0.1mol 0.2mol 0.2mol 0.1mol陽(yáng)極 4OH 4e =2H2O+O2 0.4

16、mol 0.1mol 拓展若全為CuSO4溶液呢？四、關(guān)于電解的基本計(jì)算方法2、混合溶液的電解 A共四十二頁(yè)拓展(tu zhn)、用石墨做電極電解一定濃度的CuSO4溶液，通電一段時(shí)間后，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，則電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為（ ） A. 0.4mol B.0.5mol C.0.6mol D.0.8mol四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法2、混合溶液的電解 C共四十二頁(yè)（2）將0.2moL AgNO3 、0.4moLCu(NO3)2、0.6moLKCl溶于水，配成100mL的溶液，用石墨做電

17、極(dinj)電解一段時(shí)間后，在一極析出0.3moLCu，此時(shí)在另一極收集到氣體體積為（標(biāo)況）（ ） A. 4.48L B. 5.6L C. 6.72L D. 7.84LB四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法共四十二頁(yè)四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法（3）、某混合溶液中只含有(hn yu)兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，且n(NaCl):n(H2SO4)=3：1。若以石墨電極電解該溶液，下列推斷不正確的是（ ） A. 陰極產(chǎn)物為H2 B. 陽(yáng)極先析出Cl2，后析出O2 C. 電解液的pH不斷增大，最終大于7 D. 整個(gè)電解的過(guò)程實(shí)質(zhì)是電解水陰極： 2H+ + 2e = H2 2mol陽(yáng)極

18、 : 2Cl 2e = Cl2 2mol 2H+ + 2e = H2 1mol2Cl 2e = Cl2 1mol4H+ + 4e = 2H2 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 D共四十二頁(yè)XXCuCu（1）、把兩個(gè)電解槽串聯(lián)起來(lái)如下圖所示，電解一段時(shí)間后，銅陰極的質(zhì)量增加了0.192g,金屬(jnsh)X陰極質(zhì)量增加了0.195g,已知X的相對(duì)原子質(zhì)量為 65，求X離子所帶電荷數(shù)？X的硫酸鹽CuSO4為X2+四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法3、串聯(lián)電路的電解共四十二頁(yè)（2）、如右圖裝置，用惰性電極電解(dinji)，通直流電一段時(shí)間后在a、b、c、d四個(gè)電極上析出物質(zhì)的物質(zhì)的

19、量之比為（ ） A2241 B1422 C2231 D4122abcdCuCl2溶液AgNO3溶液A四、關(guān)于電解(dinji)的基本計(jì)算方法CuCl2O2Ag共四十二頁(yè)（3）如圖裝置，用惰性電極電解,一段時(shí)間后，若甲杯的陰極析出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.448L時(shí)，則乙杯的陰極產(chǎn)物是_ _，質(zhì)量(zhling)是_g；丙杯的陽(yáng)極產(chǎn)物是_，其物質(zhì)的量是_ _mol。Ag4.32O20.01KClAgNO3K2SO4ef甲乙丙常用(chn yn)關(guān)系式：4e- 4H+ 2Br2 2Cl2 O2 4e- 2H2 2Cu 4Ag 4OH-四、關(guān)于電解的基本計(jì)算方法H2Cl2O2AgO2H2共四十二頁(yè)

20、四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法（1）、單池判斷(pndun)：有外加電源一定為電解池，無(wú)外加電源一般為原電池；4、池型的判斷X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。-+陰極陽(yáng)極陽(yáng)極陰極共四十二頁(yè)（1）.用如圖所示的裝置進(jìn)行電解(dinji)。A中盛有AgNO3溶液，B中盛有飽和Na2SO4溶液，通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。 電源的F端為_(kāi)極。 A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) 在B中觀察(gunch)到的現(xiàn)象是 a._、 b._、 c._。正4AgNO32H2O = AgO24HNO3電解石墨極有氣泡產(chǎn)生Cu極周

21、圍變藍(lán)色溶液中有藍(lán)色沉淀生成陽(yáng)極陰極-+陰極陽(yáng)極陰極陽(yáng)極AgNO3飽和Na2SO4四、關(guān)于電解的基本計(jì)算方法共四十二頁(yè)四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法（2）、多池組合判斷： 含有活潑性不同(b tn)電極的池為原電池，含相同電極的池為電解池。4、池型的判斷（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuFePtPt CFeCu原電池電解池e-e-e-e-e-e- 一般含最活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動(dòng)下的電解池；若最活潑的電極相同時(shí)，則兩極間活潑性差別最大的是原電池，其余為電解池。共四十二頁(yè)四、關(guān)于(guny)電解的基本計(jì)算方法（1）. 鉛蓄電池

22、工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O ， 研讀下圖，下列判斷(pndun)不正確的是（ ）A.K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H+SO42-B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，中消耗的H2SO4為0.2molC.K閉合時(shí)，中SO42-向c極移動(dòng)D.K閉合一段時(shí)間后，可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極當(dāng)用該電池電解CuSO4溶液時(shí)（均用惰性電極），陰極上析出銅32 g 時(shí)，蓄電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量為mol.C1共四十二頁(yè)（2）如圖裝置左邊燒杯為 _ 裝置，右邊燒杯為_(kāi)裝置。裝置中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？完成電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。

23、當(dāng)Zn減輕0.65g時(shí)，左邊燒杯的碳棒增重(zn zhn)_ g，右邊燒杯的左邊碳棒為_(kāi)極，產(chǎn)生的氣體為_(kāi) mol；右邊燒杯的右邊碳棒為_(kāi)極，在標(biāo)況下產(chǎn)生的氣體為_(kāi) mL。四、關(guān)于電解的基本(jbn)方法原電池電解池0.64陽(yáng)0.01陰224共四十二頁(yè)五、電解原理(yunl)的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)-電解飽和食鹽水 2.電鍍(dind)池3.冶煉金屬4.保護(hù)金屬共四十二頁(yè)五、電解原理(yunl)的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)(gngy)電解飽和食鹽水陽(yáng)極: 2Cl- - 2e- = Cl 2 陰極: 2H + + 2e- = H2 2NaCl+2H2O =2NaOH+H2 +Cl2電解（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交

24、換膜電解槽 電極：陽(yáng)極：鈦；陰極：碳鋼（均為惰性電極） 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 防止氫氣和氯氣混合； 避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。共四十二頁(yè)陽(yáng)極：鍍層金屬陰極(ynj)：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)陽(yáng)極：鍍層金屬（純銅板）陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)（硫酸銅溶液(rngy)） 電鍍液濃度基本不變五、電解原理的應(yīng)用2、電鍍（電鍍池）（1）、電鍍銅待鍍制品銅片CuSO4溶液共四十二頁(yè)（2）、精煉(jnglin)銅純銅粗銅含雜質(zhì)(zzh)(Zn Fe Ni Ag Au 等)陽(yáng)極： Zn - 2e- = Zn2+Fe - 2e- = Fe2+Ni - 2e- = Ni2+Cu - 2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽(yáng)極泥思考：電解完后，陽(yáng)極減少的質(zhì)量 和 陰極增加的質(zhì)量哪個(gè)大?CuSO4