第三節(jié)電解池

1、 第三節(jié) 電解池1.1.理解電解池的工作原理。理解電解池的工作原理。2.2.了解電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅以及電了解電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅以及電冶金等電解原理的應(yīng)用。冶金等電解原理的應(yīng)用。電解法在元素發(fā)展史中的重要地位電解法在元素發(fā)展史中的重要地位如果提供的電解質(zhì)溶液是如果提供的電解質(zhì)溶液是CuClCuCl2 2溶液，電極均為石墨棒，溶液，電極均為石墨棒，請(qǐng)猜想并畫(huà)出電解裝置的草圖。利用這個(gè)裝置，可能獲得請(qǐng)猜想并畫(huà)出電解裝置的草圖。利用這個(gè)裝置，可能獲得什么單質(zhì)？這些單質(zhì)分別在哪一個(gè)電極上生成？什么單質(zhì)？這些單質(zhì)分別在哪一個(gè)電極上生成？ 看視頻，觀察陰陽(yáng)兩極有何變化？看視頻，觀

2、察陰陽(yáng)兩極有何變化？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：陽(yáng)極陽(yáng)極-與電源正極相連的碳棒有氣泡與電源正極相連的碳棒有氣泡產(chǎn)生，且有刺激性氣味，產(chǎn)生，且有刺激性氣味，與電源負(fù)極相連的碳棒上有紅色與電源負(fù)極相連的碳棒上有紅色的固體析出的固體析出. .陰極陰極- ClCl2 2CuCu 能使?jié)駶?rùn)的能使?jié)駶?rùn)的KIKI淀粉試紙變藍(lán)淀粉試紙變藍(lán). .看完視頻，回答下列問(wèn)題看完視頻，回答下列問(wèn)題CuClCuCl2 2溶液在電流的作用下為什么會(huì)生成溶液在電流的作用下為什么會(huì)生成CuCu和和ClCl2 2呢？呢？問(wèn)題問(wèn)題1 1：通電前，氯化銅溶液中含有哪些微粒：通電前，氯化銅溶液中含有哪些微粒? ?問(wèn)題問(wèn)題2 2：在通電時(shí)這些微

3、粒各向什么極移動(dòng)？：在通電時(shí)這些微粒各向什么極移動(dòng)？思考思考3 3：通電后在陽(yáng)極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？：通電后在陽(yáng)極和陰極各會(huì)發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？ Cu Cu2+2+, Cl, Cl- -, H, H+ +,OH,OH- - Cu Cu2+2+和和H H+ +向陰極，向陰極，OHOH- -和和ClCl- -向陽(yáng)極向陽(yáng)極電解氯化銅溶液電解氯化銅溶液電解原理電解原理1.1.電解：電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、電解：電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。2.2.電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池：將電能轉(zhuǎn)化

4、為化學(xué)能的裝置。構(gòu)成電解池的條件：構(gòu)成電解池的條件：1.1.直流電源、兩個(gè)電極；直流電源、兩個(gè)電極；2.2.電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)；3.3.閉合回路。閉合回路。碳碳碳碳陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極電極名稱(chēng)及電極反應(yīng)電極名稱(chēng)及電極反應(yīng)1.1.陽(yáng)極：陽(yáng)極：（1 1）與電源正極相連）與電源正極相連, ,電子流出；電子流出；（2 2）陰離子移向該極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。）陰離子移向該極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。2.2.陰極：陰極：（1 1）與電源負(fù)極相連，電子流入；）與電源負(fù)極相連，電子流入；（2 2）陽(yáng)離子移向該極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。）陽(yáng)離子移向該極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電極反

5、應(yīng)式：電極反應(yīng)式：陰極：陰極：陽(yáng)極：陽(yáng)極： 2Cl2Cl2e2e = Cl= Cl2 2CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e = Cu= Cu還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuCu2+2+ +2Cl+2Cl Cu + Cl Cu + Cl2 2通電通電 嘗試小結(jié)電解氯化銅溶液這一過(guò)程的特點(diǎn)和規(guī)律。嘗試小結(jié)電解氯化銅溶液這一過(guò)程的特點(diǎn)和規(guī)律。與電源正極相連與電源正極相連與電源負(fù)極相連與電源負(fù)極相連陰離子移向陰離子移向 陽(yáng)離子移向陽(yáng)離子移向發(fā)生發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系在溶液中存在在溶液中存在CuC

6、u2+2+、ClCl- -、H H+ +、OHOH- -四種離子，為何發(fā)生氧四種離子，為何發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是化還原反應(yīng)的是CuCu2+2+、ClCl- -？陽(yáng)離子：陽(yáng)離子：AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+H H+ +FeFe2+2+ZnZn2+2+AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+ +K K+ +陰離子：陰離子：S S2-2-I I- -BrBr- -ClCl- - OHOH- -含氧酸根含氧酸根 離子放電順序（惰性電極）離子放電順序（惰性電極）1.1.陽(yáng)離子的放電順序與金屬活動(dòng)性順序相反陽(yáng)離子的放電順序與金屬活動(dòng)性順序相反(Fe(Fe3+3+大于大于CuCu2+2+)

7、 )，陰離子的放電順序與常見(jiàn)的幾種非金屬單質(zhì)的，陰離子的放電順序與常見(jiàn)的幾種非金屬單質(zhì)的活潑性順序相反。活潑性順序相反。2.2.當(dāng)當(dāng)FeFe3+3+和和CuCu2+2+共同在溶液中時(shí)，先共同在溶液中時(shí)，先FeFe3+3+e+e- - =Fe =Fe2+2+，然后然后CuCu2+2+放電。放電。3.3.金屬電極做陽(yáng)極，金屬本身被氧化（金、鉑除外），溶液金屬電極做陽(yáng)極，金屬本身被氧化（金、鉑除外），溶液中的陰離子不放電。中的陰離子不放電。4.4.無(wú)論活性電極還是惰性電極做陰極，陰極均不參加反應(yīng)。無(wú)論活性電極還是惰性電極做陰極，陰極均不參加反應(yīng)。電解原理應(yīng)用電解原理應(yīng)用用惰性電極電解食鹽水，兩極的產(chǎn)

8、物是什么？用惰性電極電解食鹽水，兩極的產(chǎn)物是什么？提示：分析電解反應(yīng)的一般思路提示：分析電解反應(yīng)的一般思路明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物根據(jù)陽(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物判斷陽(yáng)極材料及陰陽(yáng)兩極附近離子種類(lèi)及判斷陽(yáng)極材料及陰陽(yáng)兩極附近離子種類(lèi)及離子放電順序離子放電順序先電離先電離后電解后電解電極方程式的書(shū)寫(xiě)電極方程式的書(shū)寫(xiě)1.1.電解飽和電解飽和NaClNaCl溶液溶液兩極材料：碳棒或其他惰性電極兩極材料：碳棒或其他惰性電極NaClNaCl = Na = Na+ + Cl+ Cl- -陰極：陰極：陽(yáng)極：陽(yáng)極： 2Cl2Cl 2e 2e = Cl=

9、Cl2 22H2H+ + + 2e+ 2e = H= H2 22NaCl + 2H2NaCl + 2H2 2O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H2 2+ Cl+ Cl2 2總反應(yīng)：總反應(yīng)：通電通電H H2 2O= HO= H+ + + OH+ OH- -陽(yáng)極：陽(yáng)極：使?jié)駶?rùn)的使?jié)駶?rùn)的KI-KI-淀粉試紙淀粉試紙變藍(lán)變藍(lán)陰極：陰極：滴入酚酞，溶液滴入酚酞，溶液變紅變紅陽(yáng)極產(chǎn)物陽(yáng)極產(chǎn)物ClCl2 2和陰極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物NaOHNaOH（H H2 2）如何檢驗(yàn)？）如何檢驗(yàn)？ 2.2.寫(xiě)出用石墨電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式及總反寫(xiě)出用石墨電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式應(yīng)式3.

10、3.寫(xiě)出用銅做電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式寫(xiě)出用銅做電極電解硫酸銅溶液的電極反應(yīng)式陽(yáng)極陽(yáng)極4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2陰極陰極2Cu2Cu2+2+4e+4e- -=2Cu=2Cu總反應(yīng)總反應(yīng) 2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O=2Cu+2HO=2Cu+2H2 2SOSO4 4+O+O2 2電解電解陽(yáng)極陽(yáng)極( Cu )( Cu )：陰極陰極( Cu )( Cu )：CuCu - 2e- 2e = Cu= Cu2+2+ CuCu2+2+ + 2e + 2e = Cu = Cu 完成下列的問(wèn)題完成下列的問(wèn)題實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度pH

11、pHCuClCuCl2 2陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2陰極：陰極：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu減小減小減小減小CuClCuCl2 2溶液溶液 CuClCuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 2電解電解電解規(guī)律電解規(guī)律實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度pHpHNaNa2 2SOSO4 4陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極O O2 2H H2 2陽(yáng)極陽(yáng)極:4OH:4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2陰極陰極: 4H: 4H+ + 4e+ 4e- - = 2H= 2H2 2變大變大不變不變NaNa2 2SOS

12、O4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2 + O+ O2 2電解電解實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度pHpHNaClNaCl陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣陽(yáng)極陽(yáng)極: 2Cl: 2Cl- - -2e-2e- - = Cl= Cl2 2陰極陰極: 2H: 2H+ + 2e+ 2e- - = H= H2 2 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2 電解電解減小減小增大增大NaClNaCl溶液溶液電解質(zhì)溶液電解規(guī)律（惰性電極）電解質(zhì)溶液電解規(guī)律（惰性電極） 陽(yáng)極陽(yáng)極: S: S2- 2- II- - BrBr- - ClCl-

13、 - OH OH- - 含氧酸根離子含氧酸根離子FF- - 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaClNaCl與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSOCuSO4 4、AgNOAgNO3 3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SOSO4 4、 H H2 2SOSO4 4 、NaOHNaOH陰極陰極: Ag: Ag+ + FeFe3+ 3+ CuCu2+ 2+ HH+ +FeFe2+2+ZnZn2+ 2+ Al Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用電鍍（在某些金屬表面鍍上一薄層其他金

14、屬或合金的方法）電鍍（在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法）電鍍銅原理電鍍銅原理銅片銅片待鍍件待鍍件硫酸銅溶液硫酸銅溶液陽(yáng)極：鍍層金屬陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金電鍍液：含有鍍層金屬的電解質(zhì)屬的電解質(zhì)CuCu2+2+ +2e +2e=CuCu陰極：陰極：Cu2eCu2e= Cu= Cu2+ 2+ 陽(yáng)極：陽(yáng)極：電鍍應(yīng)用于電鍍應(yīng)用于銅的精煉銅的精煉電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式陰極陰極( (純銅純銅): Cu): Cu2+2+ + 2e + 2e- - = Cu ( = Cu (還原反應(yīng)還原反應(yīng)) )陽(yáng)極陽(yáng)極( (粗銅粗銅): Cu - 2e): Cu - 2

15、e- - = Cu = Cu2+2+ ( (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)) )雜質(zhì)：雜質(zhì)：Zn - 2eZn - 2e- - = Zn = Zn2+2+ Ni-2e Ni-2e- - = Ni = Ni2+2+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相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底底, ,形成陽(yáng)極泥形成陽(yáng)極泥電解精煉銅原理電解精煉銅原理粗銅板粗銅板純銅板純銅板硫酸銅溶液硫酸銅溶液電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬的方法）的方法）制取金屬鈉制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl2Cl-

16、- -2e-2e- - = Cl= Cl2 2陰極：陰極： 2Na2Na+ + + 2e+ 2e- - = 2Na= 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)： 2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl) 2Na + Cl2 2 通電 電解熔融氯化鈉制鈉電解熔融氯化鈉制鈉電解池電解池原原 理理應(yīng)應(yīng) 用用電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)電鍍電鍍電解精煉銅電解精煉銅電冶金電冶金1.1.利用電解法可將含有利用電解法可將含有FeFe、ZnZn、AgAg、PtPt等雜質(zhì)的粗銅提等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是純，下列敘述正確的是( )(

17、)A.A.電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極B.B.電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)C.C.精銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是精銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu +2eCu +2e- - = Cu= Cu2+2+D.D.電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量AgAg、PtPt等金屬的陽(yáng)等金屬的陽(yáng)極泥極泥D D2.2.在鐵制品上鍍一定厚度的銅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是在鐵制品上鍍一定厚度的銅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是（ ）A.A.銅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有銅離子銅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有銅離子B.B.鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有銅離子鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有銅離子C.C.鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D.D.銅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有銅離子銅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有銅離子A A3.3.如圖所示，通電后如圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是（正確的是（ ）