第四章 电化学基础,第3节 电解池,溧水二高中 高二化学备课组,CuCl2溶液,写出右图装置的电极反应、总反应的化学方程式。,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极： Cu2+ 2e- = Cu,电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,CuCl2溶液,问题：若把上图装置改成下图,这还是原 电池装置吗？两者差别在哪?,右图装置是原电池装置,是把化学能转变成电能的装置。,知识回忆,观察现象,(1)将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型管，浸一会儿取出； 现象:(2)用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段时间； 现象: (3)浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，把湿润KI试纸放在与直流电源的正极相连的电极附近,过一段时间。 现象:,碳棒表面无明显变化,碳棒表面仍无明显变化,与电源负极相连的碳棒覆盖有一层红色物质,与电源正极相连的碳棒表面放出使湿润KI试纸变蓝色的气体.,实验4-2,结论:,CuCl2(aq) Cu + Cl2,电解,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,电解,阴极,阳极,思考与交流,(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？,电解氯化铜溶液的微观反应过程,Cu2+、Cl H+、OH- 无规则运动,Cu2+、ClH+、OH- 定向运动,Cu2+、Cl 发生电子得失,阴阳两极上 生成Cu、Cl2,一、电解原理,电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。 电解池组成条件： 直流电源 电解质溶液 电极(常用惰性电极：Pt、 Au或石墨)成闭合回路。,CuCl2溶液,4、电极反应,阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2,阴极： Cu2+ + 2e- = Cu,（氧化反应）,（还原反应）,电解CuCl2溶液的化学方程式：,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,电解,电源负极电解池阴极 溶液中的阳离子向阴极移动并在阴极获得电子，同时溶液中的阴离子向阳极移动.在阳极表面失去电子电子沿阳极回到电源正极,5、在电解过程中电子的流动方向,(1)阳极上的放电顺序：活性材料电极(除Pt、Au、 C外的金属) S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子F-,7、电解时电极产物的判断(惰性电极),Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2 + H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+,(2) 阴极上的放电顺序：,注:（1）与金属活动性顺序相反（2）注意Fe2+、Fe3+的位置（3）H+前的离子一般不考虑放电，当C(Zn2+)C(H+),Zn2+可放电.,用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应。,H+ OH- SO42-,H+ OH- Cl-,Na+ H+ OH-,Na+ Cl- H+ OH-,K+ SO42- H+ OH-,Cu2+ Cl- H+ OH-,Cu2+ SO42- H+ OH-,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,Cu,Cl2,Cu,O2,减小,增大,增大,增大,不变,减小,思考与练习：,写出电极反应式及电解总反应方程式 (惰性电极，溶液),阳极：阴极：,放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,放出无色、无味气体，附近溶液变红,2Cl2e=Cl2 【氧化反应】,2H+2e=H2 【还原反应】,【演示实验】电解饱和食盐水：以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，观察实验现象。,二、电解原理的应用,电解饱和食盐水反应原理：,1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气,氯碱工业,通电,(Cl、OH- 、H+ 、Na+),2、电解精炼铜,电解精炼铜原理：,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu,比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；,比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；,电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。,3、电镀,利用电解的原理在金 属表面上镀上一层其 它金属或合金的过程。（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。电镀过程中电镀液的浓度保持不变 （2）实质：阳极参加反应的电解 （3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑 （4）为了使镀层均匀、美观，电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定，常制成络离子,4、电冶金,电解熔融盐是冶炼像Na、Ca、Mg、Al等活泼金属的几乎是唯一可行的工业方法。,(1)钠的冶炼电解熔融的NaCl 阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：2Na+2e-=2Na 总反应： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2,通电,冶炼金属: Mn+ne-=M,(2)铝的冶炼 电解熔融的Al2O3,阴极：4Al3+12e-=4Al 阳极：6O2-12e-=3O2 总反应：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2,铝电解槽,通电,Na3AlF6,思考与练习,1、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。,A池:原电池,B池:电解池,a负极:Zn-2e-=Zn2+ b正极:2H+ +2e-=H2,工作一段时间后溶液pH增大,c阳极:4OH-4e- = 2H2O+O2 d阴极:Cu2+ +2e- = Cu,工作一段时间后溶液pH减小,练习,2、将两支惰性电极插入500 ml AgNO3溶液中，通电一会，电解液的pH值由6.0变为3.0(设电解时没有氢气放出且电解液体积不变)，则电极上析出银的质量为多少克?,解:, n(H+)的增加量等于n(OH-)的减少量,4AgNO3 +2H2O 4HNO3 +O2 (阳极)+4Ag(阴极),1mol,108g,(10-3-10-6) 0.5,m(Ag), m(Ag)=0.054(g),电解,6、电解池与原电池异同,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 自发反应,形成条件,将电能转变成 化学能的装置,将化学能转变 成电能的装置,定义,装置 实例,电解池,原电池,装置,镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极 电镀液必须含有镀层金属的离子,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置,电镀池,电解池与原电池异同(续),电源负极电解池阴极(溶液中阴阳离子导电) 电解池阳极电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极 名称,电解池,原电池,装置,阳极：氧化反应，金属电极失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：必须是镀层金属 阴极：镀件,电镀池,与电解池相同,思考与练习,电极反应式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液),H2SO4、HCl、 NaOH 、NaCl、K2SO4、CuCl2、CuSO4,H2SO4：,阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2,阴极： 4H+ 4e- = 2H2 ,2H2O 2H2 +O2 ,电解,HCl：,阴极： 2H+ 2e- = H2 ,阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2,2Cl- +2H+ Cl2 + H2 ,电解,NaOH:,阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2,阴极： 4H+ 4e- = 2H2 ,2H2O 2H2 +O2 ,电解,阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2,阴极： Cu + 2e- = Cu,Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2,NaCl:,阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2,阴极： 2H+ 2e- = H2 ,2NaCl+2H2O NaOH+ Cl2+ H2 ,电解,K2SO4:,阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O+O2,阴极： 4H+ 4e- = 2H2 ,2H2O 2H2 +O2 ,电解,CuCl2:,电解,CuSO4:,阴极： Cu + 2e- = Cu,阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O+ O2,CuSO4+2H2O H2SO4 + O2 + Cu,电解,