化學(xué)電解池選修

1、聯(lián)想*質(zhì)疑 G Zn Cu CCCuCl2溶液負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：CuCl2溶液如果把兩根石墨棒作電極插入CuCl2 溶液中，外接直流電源，這還是原電池裝置嗎？復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧寫(xiě)一寫(xiě)：原電池的電極反應(yīng)式?Zn 2e- = Zn2+Cu2+ 2e- = CuZn+Cu2+ = Zn2+CuCuCl2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Cl2一、電解原理（以電解氯化銅為例）實(shí)驗(yàn)4-2：用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液陰極陽(yáng)極氯氣銅CuCl2溶液溶液有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使 濕潤(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：電解氯化銅

2、溶液微觀(guān)模擬電解氯化銅溶液微觀(guān)模擬實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：第三節(jié) 電解池一、電解原理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。2、電解池（電解槽）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置注意：電流必須是直流而不是交流。 熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。【思考思考1 1】電解池的兩極是怎樣確定的？電解池的兩極是怎樣確定的？ 、兩個(gè)電極及電極反應(yīng)陰極：與電源負(fù)極相連電子流進(jìn)還原反應(yīng)陽(yáng)極：與電源正極相連電子流出氧化反應(yīng)、兩個(gè)電極的確定及電極反應(yīng)eeCCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極、兩個(gè)電極的類(lèi)型：惰性電極惰性電極(鉑、金、石墨鉑、金、石墨)：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極活性電極(除

3、鉑、金外的金屬除鉑、金外的金屬)：既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)惰性電極與活性電極惰性電極與活性電極【思考思考2 2】形成電解池的條件是什么？形成電解池的條件是什么？ CuCuCuCl2溶液陰極陽(yáng)極CCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極4、形成電解池的條件eeCCCuCl2溶液與電源相連的兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì)形成閉合回路陰極陽(yáng)極【思考思考3 3】在電解過(guò)程中，電子、離子在電解過(guò)程中，電子、離子是如何形成閉合回路的？是如何形成閉合回路的？ 電子的流向電子的流向: : 電子從外加電電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回池的陰極

4、，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。電源正極。（注意：電子（注意：電子只在外電路定向移動(dòng)，不只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）能從溶液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: :陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向陽(yáng)極陽(yáng)極移動(dòng)。移動(dòng)?！舅伎妓伎? 4】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？ eeCCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極5、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì) 對(duì)電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）通電時(shí)，電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線(xiàn)流入電解池的陰極，電解質(zhì)的陽(yáng)離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；電解質(zhì)的陰離子移向陽(yáng)極失去電子（有的是組成陽(yáng)極的金屬原子失去電子）發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從電解池的陽(yáng)

5、極流出，并沿導(dǎo)線(xiàn)流回電源的正極。這樣，電流就依靠電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）里陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)而通過(guò)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)），所以電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的導(dǎo)電過(guò)程，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解過(guò)程。【思考思考5 5】如何書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式和總方程式？如何書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式和總方程式？通式：陰極：氧化劑ne-=還原產(chǎn)物陽(yáng)極：還原劑ne-=氧化產(chǎn)物總電解反應(yīng)式：陰陽(yáng)極反應(yīng)式相加所得的式子（考慮電子守恒）、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)：（以電解CuCl2 為例）eeCCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電陰極：Cu2+2e-Cu 還原反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl- -2e- Cl2

6、 氧化反應(yīng)總反應(yīng)式： CuCl2 Cu+Cl2 電解加CuCl2溶液變小變小【思考思考6 6】電解后氯化銅的濃度如何變化？電解后氯化銅的濃度如何變化？【思考思考7 7】若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？【思考思考8 8】什么叫放電？什么叫放電？【思考思考9】為什么為什么Cu2+、Cl-放電，而不是放電，而不是 H+和和OH-？ 【思考思考1010】陰陽(yáng)離子的放電順序是什么？陰陽(yáng)離子的放電順序是什么？、離子放電順序：、離子放電順序： 無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電無(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)離極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中

7、的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：子在陰極上放電順序是：陰極陰極: : 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶液中陰離子的放電順序是：溶液中陰離子的放電順序是：陽(yáng)極：陽(yáng)極：【思考思考1111】電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中CuCu2 2和和ClCl放放電基本完畢后，電解過(guò)程是否也就停止了呢？電基本完畢后，電解過(guò)程是否也就停止了呢？ 溶液中溶液中Cu2+和和Cl放電

8、完畢后，原溶液變?yōu)榧兎烹娡戤吅?，原溶液變?yōu)榧兯?，此時(shí)，在純水中存在水，此時(shí)，在純水中存在H+和和OH， H+在陰極放在陰極放電，電，OH在陽(yáng)極放電，實(shí)際上是電解水的過(guò)程，在陽(yáng)極放電，實(shí)際上是電解水的過(guò)程，所以：所以：陰極：陰極：4H+ + 4e = 2H2 陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH 4e =2H2O + O2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O = 2H2 + O2 【思考思考1212】在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。電解（1）溶液中所含陽(yáng)離子：）溶液中所含陽(yáng)離子：H+、Na+， 放電順

9、序：放電順序：H+ Na+ 陰陰 極：極：2H+ + 2e = H2 （2）溶液中所含陰離子：）溶液中所含陰離子：OH、Cl， 放電順序：放電順序：Cl OH 陽(yáng)陽(yáng) 極：極：2Cl 2e = Cl2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 【思考思考1313】氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，氯化鈉溶液換成熔融的氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。其結(jié)果又如何呢？寫(xiě)出電極反應(yīng)。電解 熔融的氯化鈉中有熔融的氯化鈉中有Na+和和Cl ，Na+在在陰極放電生成金屬鈉，陰極放電生成金屬鈉，Cl在陽(yáng)極放電生成在陽(yáng)極放電生成氯氣。氯氣。陰極：2Na+ +2e- = 2

10、Na （氧化反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl- -2e- = Cl2 （還原反應(yīng)）總式： 2NaCl 2Na+Cl2 電解陰極陽(yáng)極氯氣鈉熔融熔融NaCl 【思考思考1414】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）分析電解反應(yīng)（用惰性電極時(shí)）的一般思路是什么？的一般思路是什么？ 小結(jié)小結(jié)1：分析電解反應(yīng)分析電解反應(yīng)(用惰性電極時(shí)用惰性電極時(shí))的一般思路：的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原以及氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷反應(yīng)的離子先后，最后分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子【思考思考1515】電解與電離有哪些異同呢？電解與電離有哪些異同呢？ 陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成在兩極上失

11、得電子成為原子或分子。如：為原子或分子。如：CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2電離電離 電解電解 條件條件過(guò)過(guò)程程 特點(diǎn)特點(diǎn) 聯(lián)系聯(lián)系 通電電解質(zhì)溶于水或電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)受熱融化狀態(tài) 電解質(zhì)電離后，電解質(zhì)電離后，再通直流電再通直流電電解質(zhì)電離成為自電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子例：由移動(dòng)的離子例：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl- -只產(chǎn)生自由移動(dòng)只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子的離子 發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 【思考思考1616】電解池與原電池有哪些異同呢？電解池與原電

12、池有哪些異同呢？ 小結(jié)小結(jié)2：電解與電離比較：電解與電離比較：【思考思考1717】電解池有什么規(guī)律？電解池有什么規(guī)律？ 電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移離子的遷移方向方向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極的電極 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)的電極的電極反應(yīng)能否自發(fā)反應(yīng)能否自發(fā) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移原電池原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向正極遷移相同點(diǎn)相同點(diǎn)(從原理分析從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)小結(jié)小結(jié)3：原電池與電解池的比較原電池與電解池的比較:不自發(fā)自發(fā)小結(jié)小結(jié)4：電解規(guī)律電解規(guī)律陰極陽(yáng)極氯氣銅實(shí)例電極反應(yīng)

13、濃度PH值復(fù)原CuCl2 陽(yáng)極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小增大CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原Na2SO4 實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原Na2SO4 陽(yáng)極: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加H2ONa2SO4溶液2H2O 2H2 + O2 電解陽(yáng)極陰極氯氣氫氣實(shí)例電極反應(yīng) 濃度PH值復(fù)原NaCl 陽(yáng)極: 2Cl- - 2e- = Cl 2陰極: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H

14、2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽(yáng)極陰極氧氣銅陽(yáng)極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陰極：Cu2+ 2e- = Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽(yáng)極：陽(yáng)極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧

15、生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類(lèi)型類(lèi)型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液溶液復(fù)原復(fù)原方法方法物質(zhì)類(lèi)別物質(zhì)類(lèi)別實(shí)例實(shí)例僅溶僅溶劑水劑水電解電解 僅溶僅溶質(zhì)電質(zhì)電 解解 溶質(zhì)溶質(zhì)和溶和溶劑都劑都電解電解 含氧酸H2SO4強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無(wú)氧酸HCl陰極:4H+ + 4e- = 2H2陽(yáng)極:4OH-4e-=O2+2H2O減小增大不變H2O陽(yáng)極:2Cl

16、- 2e-=Cl2陰極:2H+2e- = H2增大HCl不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽CuCl2陽(yáng)極:2Cl- 2e- =Cl2陰極:Cu2+2e- = Cu增大 CuCl2活潑金屬的無(wú)氧酸鹽NaCl陽(yáng)極:2Cl-2e- =Cl2陰極:2H+2e- = H2增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽(yáng)極:4OH-4e-=O2+2H2O陰極:2Cu2+4e- = 2Cu減小CuO放氫生堿放氧生酸 1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)(惰性電極，溶液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO4 2、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl的混合溶液時(shí)，陰極析出的物質(zhì)是_

17、；陽(yáng)極產(chǎn)物是_。 3、兩極都用銀片作電極電解AgNO3溶液時(shí)，陽(yáng)極的產(chǎn)物是_；陰極的產(chǎn)物是_。石墨石墨 石墨石墨 粗銅粗銅 純銅純銅 純銅純銅 鐵鐵CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C) 5、如圖所示裝置，指出A、B池的名稱(chēng)、電極名稱(chēng)、電極反應(yīng)式、二池pH值的變化情況。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe6.寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。7.7.如上圖所示，通電后A A極上析出AgAg，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是 A.PA.P是

18、電源的正極B.FB.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)D.D.通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變 B 8.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的pH值均減小，而在和兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D9.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅

19、色。下列說(shuō)法正確的是AX是正極，Y是負(fù)極BX是負(fù)極，Y是正極CCuSO4溶液的PH值逐漸減小DCuSO4溶液的PH值不變a X Y bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC 二、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2H+ + 2e- = H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通電 食鹽水中存在的離子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-離子放電順序：陽(yáng)離子 H+ Na+ 陰離子 Cl- OH-電極反應(yīng)：H+Na+Cl-OH-陰極陽(yáng)極 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原

20、反應(yīng)OHHClOHCl222222電解 若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：若電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為： _ ，兩極極板上都，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類(lèi)？有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類(lèi)？ 陰極附近的溶液無(wú)色變?yōu)殛帢O附近的溶液無(wú)色變?yōu)榧t色紅色陽(yáng)極陽(yáng)極:產(chǎn)生產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶?rùn)氣體使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色淀粉試紙變藍(lán)色. 陰極陰極: :產(chǎn)生產(chǎn)生無(wú)色、無(wú)味氣體無(wú)色、無(wú)味氣體(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)? .(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式: .第一個(gè)問(wèn)題:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇強(qiáng)

21、光爆炸混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決解決方法:使用離子交換膜使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱(chēng)：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦陽(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：a、防止氫氣和氯氣混合；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿+Cl2Cl2ClH2Na+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(yáng) 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)陽(yáng)極室陰極室提示：提示：第二個(gè)問(wèn)題：第二個(gè)問(wèn)題：精制食鹽水精制食鹽水 由于粗鹽中

22、含有泥沙、由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3、所有試劑只有過(guò)量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)、所有試劑只有過(guò)量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)合理的順序逐一除雜嗎？合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去、用什么試劑除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問(wèn)題泥沙泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2

23、+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降除泥沙略過(guò)量BaCl2 溶液除SO42-略過(guò)量Na2CO3 溶液除Ca2+. Ba2+ 略過(guò)量NaOH 溶液除Fe3+ , Mg2+ 適量HCl溶液調(diào)節(jié)PH 除CO32- 、OH-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以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)H2Na

24、OH濕氯氣濕氫氣液堿Cl2二、電解原理的應(yīng)用2、電鍍（在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法）電鍍銅原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬的電解質(zhì)實(shí)質(zhì)：陽(yáng)極參加反應(yīng)的電解陽(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 屬的電解質(zhì)（硫酸銅溶液）電鍍銅電鍍銅3 3、粗銅的電解精煉+純銅粗銅CuSO4溶液三、電解原理的應(yīng)用問(wèn)問(wèn):電解完后電解完后,CuSO4溶溶液的濃度有何變化？液的濃度有何變化？陽(yáng)極：陽(yáng)極： Zn-2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+Cu-2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg

25、 Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥: 相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽(yáng)極泥電解精煉銅原理：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- = Cu比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；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；電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變（略?。?。制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽(yáng)極：陽(yáng)極： 2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 通電 4 4、電

26、冶金 由于電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要的方法。對(duì)于冶煉像Na、Ca、Mg、Al這樣活潑的金屬，電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。4、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽(yáng)極：陽(yáng)極：6O 2- 12e- = 3O2陰極：陰極：4Al 3+ + 12e- = 4Al總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 通電 冰晶石助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）陽(yáng)極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?AlClAlCl3 3為分子晶體，在融融狀

27、態(tài)下不電離，不導(dǎo)電，不能被電解。冶煉鋁設(shè)備圖陽(yáng)極陽(yáng)極C電解質(zhì)電解質(zhì)煙罩煙罩熔融熔融態(tài)鋁態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導(dǎo)電棒鋼導(dǎo)電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料拓展：金屬的防護(hù)拓展：金屬的防護(hù)金屬腐蝕的快慢程度：金屬腐蝕的快慢程度：電解池的陽(yáng)極電解池的陽(yáng)極原電池的負(fù)極原電池的負(fù)極化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕原電池的正極原電池的正極電解池的陰極電解池的陰極海水CFe+下列裝置暴露空氣中一段時(shí)間,鐵的腐蝕由快到慢 順序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DE F AC B拓展練習(xí)拓展練習(xí)電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電

28、解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池定義定義形成形成條件條件電極電極名稱(chēng)名稱(chēng)電極電極反應(yīng)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。兩電極接直流電源電極插人電解質(zhì)溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬；陰極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng) 例1 ： 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO

29、3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(標(biāo)況)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗OH- 2mol,即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol. 四、電解計(jì)算電子守恒法O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH計(jì)算關(guān)系式：例2 ： 用石墨電極電解100

30、mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，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/LA陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A例3 ： 某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，相對(duì)分子質(zhì)量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值；電解溶液的pH（溶液體積仍為100m

31、L）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1練習(xí)：練習(xí)：用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的通電電解。當(dāng)電解液的PH值從值從6.0變?yōu)樽優(yōu)?.0時(shí)時(shí)(設(shè)電設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是：，電極上析出銀的質(zhì)量大約是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgBCuCl2溶液在電流的作用下發(fā)生了化學(xué)變化

32、，分解生成了Cu和Cl2一、電解原理（以電解氯化銅為例）實(shí)驗(yàn)4-2：用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液陰極陽(yáng)極氯氣銅CuCl2溶液溶液有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使 濕潤(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：電子的流向電子的流向: : 電子從外加電電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。電源正極。（注意：電子（注意：電子只在外電路定向移動(dòng)，不只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）能從溶液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: :陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向陽(yáng)極陽(yáng)極移動(dòng)。移動(dòng)。【思考思考4 4】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么？ eeCCCuCl2溶液陰極陽(yáng)極電子的流向電子的流向: : 電子從外加電電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。電源正極。（注意：電子（注意：電子只在外電路定向移動(dòng)，不只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）能從溶液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: :陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向陰極