電解池 全省一等獎(jiǎng)

第三節(jié)電解池實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)大家利用下列儀器和試劑設(shè)計(jì)出一個(gè)電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證。

CuCl2溶液、KI淀粉試紙、培養(yǎng)皿、石墨電極、電池、導(dǎo)線電解氯化銅.

CuCl2溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)變化，分解生成了Cu和Cl2實(shí)驗(yàn):用石墨電極電解氯化銅溶液陰極陽(yáng)極氯氣銅CuCl2溶液有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)

碳棒上有一層紅色的物質(zhì)析出現(xiàn)象：

陰極：

陽(yáng)極：——銅——Cl2

結(jié)論：1、電解原理

在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子在陰陽(yáng)兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，叫電解。⑴電流是發(fā)生氧化—還原反應(yīng)的根源、動(dòng)力。⑵陰陽(yáng)離子在做定向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)電的同時(shí)，也就在兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了新物質(zhì)；

金屬導(dǎo)電是由自由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成，無(wú)反應(yīng)發(fā)生，無(wú)新物質(zhì)生成，兩者有本質(zhì)區(qū)別。注意：實(shí)驗(yàn)探究電解Na2SO4溶液，觀察現(xiàn)象現(xiàn)象：在陰陽(yáng)兩極均產(chǎn)生氣體；陰極的水溶液呈藍(lán)色；陽(yáng)極的水溶液呈紅色。結(jié)論：電解Na2SO4溶液的本質(zhì)是電解水。堿性酸性陽(yáng)極陰極Na2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑電解電能→化學(xué)能—+水陽(yáng)極陰極電解池陽(yáng)極陰極CuSO4溶液陽(yáng)極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：Cu2++2e－＝Cu2、離子的放電順序(惰性電極）陽(yáng)極：陰離子：陰極：陽(yáng)離子：與金屬活動(dòng)順序相反。即K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+

(H+)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+得e－能力依次增強(qiáng)失e－

能力依次減弱R(金屬原子)﹥S2－﹥I－﹥Br－﹥

Cl－﹥OH－﹥NO3－﹥SO42－﹥F－如果陽(yáng)極是活性電極，則電極本身放電（溶解）思考與討論1、在AgNO3、Hg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液中，通電后，首先在陰極得到電子的是什么離子？2、在CuCl2、CuBr2、CuI2的混合溶液中，當(dāng)通電后，首先在陽(yáng)極失去電子的是什么離子？請(qǐng)注意：①活潑金屬離子K+、Ca2+、Na+、

Mg2+在溶液中不會(huì)得到電子；②F-和SO42-、CO32-、NO3-等不會(huì)失去電子；③當(dāng)Zn2+或Fe2+濃度遠(yuǎn)大于H+濃度時(shí)，Zn2+或Fe2+先得電子而H+后得電子；④石墨和金屬鉑是惰性電極，不會(huì)得失電子。用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律1、

無(wú)氧酸、不活潑的無(wú)氧酸鹽(如HCl、CuCl2等)溶液的電解電解鹽酸：陰極：2H++2e-=H2↑

陽(yáng)極：2Cl-－2e-=Cl2↑

總反應(yīng)：2HCl＝Cl2↑+H2↑通電電解電解質(zhì)型：2、活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(如NaCl、K2S等)溶液的電解。電解氯化鈉溶液陽(yáng)極：2Cl-－2e-=Cl2↑

陰極：2H++2e-=H2↑總反應(yīng)：

2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+2H2↑電解放氫生堿型：3、不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。電解硫酸銅溶液陰極：2Cu2++4e-=2Cu陽(yáng)極：4OH-－4e-=O2↑+2H2O總反應(yīng)：

2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4電解放氧生酸型：4、

含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、Na2SO4等)的電解。陰極：4H++4e-=2H2↑

陽(yáng)極：4OH-－4e-=O2↑+2H2O

總反應(yīng)：2H2O＝2H2↑+O2↑通電電解水型：思考與交流

請(qǐng)大家分析并寫出當(dāng)用惰性電極電解下列溶液時(shí)，陰陽(yáng)極的電極反應(yīng)和總反應(yīng)？并分析溶液的pH值如何變化？HClCuCl2

NaClK2SCuSO4AgNO3NaOHH2SO4思考與交流

請(qǐng)大家分析下列溶液電解一段時(shí)間后，為了使其恢復(fù)到和原來(lái)的溶液一樣，應(yīng)加入什么物質(zhì)？HCl

CuCl2

NaClK2S

CuSO4

AgNO3NaOHH2SO4（HCl氣體）（CuCl2）（HCl氣體）（H2S氣體）（CuO）（Ag2O）（H2O）（H2O）湖南長(zhǎng)郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2008年下學(xué)期制作:10如圖所示，將兩燒杯用導(dǎo)線連接，Zn、Cu,

C、C分別為電極，下列敘述正確的是()A.Zn為原電池的正極

B.Zn為電解池的陽(yáng)極

C.在Cu電極上有氣泡產(chǎn)生

D.在右邊的C電極上有氣泡產(chǎn)生試一試：比較項(xiàng)目電解池原電池能量轉(zhuǎn)換電極

電極反應(yīng)電子移動(dòng)方向裝置特征3、電解池與原電池的比較電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能與電源正極相連的叫陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的叫陰極活潑金屬做負(fù)極，不活潑金屬或非金屬做正極

陰極：易得電子的陽(yáng)離子在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極：易失電子的金屬或陰離子在陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)電子由負(fù)極流出，經(jīng)外電路流回正極電源負(fù)極→陰極→陽(yáng)極→電源正極練習(xí)1、分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。二、電解原理的應(yīng)用陽(yáng)極（石墨）：

2Cl—－2e—=Cl2↑

【氧化反應(yīng)】陰極（石墨）：

2H++2e—=H2↑

【還原反應(yīng)】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解(1)電解飽和食鹽水反應(yīng)原理1、氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水(2)離子交換膜法制燒堿目前世界上比較先進(jìn)的電解制堿技術(shù)是離子交換膜法。這一技術(shù)在20世紀(jì)50年代開始研究，80年代開始工業(yè)化生產(chǎn)。(2)離子交換膜法制燒堿1、裝置陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻止陰離子和氣體通過(guò)。陰極產(chǎn)物：

NaOH、H2陽(yáng)極產(chǎn)物：

Cl2+-精制飽和食鹽水水(含少量NaOH)Cl2H2NaOH溶液淡鹽水Na+含氯漂白劑有機(jī)合成、造紙玻璃、肥皂紡織、印染有機(jī)合成氯化物合成農(nóng)藥金屬冶煉有機(jī)合成HCl鹽酸電解飽和食鹽水(3)以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)H2NaOH濕氯氣濕氫氣液堿Cl2思考與交流當(dāng)電解CuSO4溶液時(shí)，改用銅做電極，此時(shí)，陰極和陽(yáng)極的反應(yīng)還是和用石墨電極一樣嗎？陽(yáng)極：CuOH-SO42-陰極：CuH+Cu2+陽(yáng)極陰極CuSO4溶液CuCuCuCu2+應(yīng)用二：電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過(guò)程。電解質(zhì)溶液中的CuSO4含量基本保持不變。思考：構(gòu)成電鍍池的條件：（1）電鍍?cè)恚?/p>

陽(yáng)極：鍍層金屬。

陰極：待鍍的金屬制品

電鍍液：用含有鍍層金屬離子的溶液。［電鍍過(guò)程中電鍍液的濃度保持不變］（2）實(shí)質(zhì)：陽(yáng)極參加反應(yīng)的電解下面哪個(gè)電解池是用于電鍍的？CCuCuCl2溶液CuFeFeSO4溶液AgCuAgNO3溶液當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同，則為電鍍陰極陽(yáng)極CuSO4溶液粗Cu精Cu粗銅中含F(xiàn)e、Zn、Ni、Ag、Au等雜質(zhì)應(yīng)用三：電解精煉銅為什么將粗銅置于陽(yáng)極，可以用來(lái)提純銅，除去雜質(zhì)？應(yīng)用三：電鍍電解精煉銅電解精煉銅原理：①粗銅的溶解與純銅的生成：陽(yáng)極（粗銅）：Cu－2e-=Cu2+陰極（純銅）：Cu2++2e-=Cu②比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；③比銅不活潑的金屬：Au、Pt不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽(yáng)極泥；④電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變。應(yīng)用四、電冶金（1）鈉的冶煉

——電解熔融的NaCl陽(yáng)極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應(yīng)：

2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑（2）鋁的冶煉——電解熔融的Al2O3陰極：

4Al3++12e-=4Al

陽(yáng)極：

6O2-－12e-=3O2↑

總反應(yīng)：

2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg電解法熱還原法熱分解法不同金屬冶煉方法的選擇KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）Cu

HgAg例：在50mL0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則：⑴若兩極均為銅片，試說(shuō)明電解過(guò)程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化