選修四第四章第三節(jié)——電解池

1、電解氯化銅溶液微觀模擬電解氯化銅溶液微觀模擬原理究探21使電流通過使電流通過 而在陰陽兩極引而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。起氧化還原反應(yīng)的過程。把把 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 的裝置的裝置電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液電能電能化學(xué)能化學(xué)能一、電解原理一、電解原理陰極陰極 (接電源正極接電源正極) ： Cu 2+ 2e -Cu陽極陽極(接電源負(fù)極）接電源負(fù)極） ： Cl - 2 e - Cl 2電解電解CuCl 2溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式：溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式： CuCl 2=Cu Cl 2電解池電解池接電源正極的為接電源正極的為 發(fā)生發(fā)生 。接電源負(fù)極的為接電源負(fù)極的為 發(fā)生發(fā)生 。C C、PtPt、AuAu等，

2、等，僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)。僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)。FeFe、CuCu、AgAg等等, ,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)。陰極陰極還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽極陽極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陽離子陽離子 陰極陰極 陰離子陰離子 陽極陽極電源電源正極正極 陽極陽極 陰極陰極 負(fù)極負(fù)極 導(dǎo)線導(dǎo)線導(dǎo)線導(dǎo)線電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液電源電源負(fù)極負(fù)極 陰極陰極 陽極陽極 正極正極 導(dǎo)線導(dǎo)線導(dǎo)線導(dǎo)線使原本不能發(fā)生的反應(yīng)成為可能；使原本不能發(fā)生的反應(yīng)成為可能；使原本進(jìn)行的反應(yīng)加速發(fā)生；使原本進(jìn)行的反應(yīng)加速發(fā)生；使陽極金屬溶解，陰極金屬得到充分保護(hù)。使陽極金屬溶解，陰極金屬得到充分保護(hù)。電解池三、三、離子放電

3、順序（關(guān)鍵）離子放電順序（關(guān)鍵）陰極陰極：_電子，發(fā)生電子，發(fā)生_反應(yīng)，反應(yīng)，離子離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。得得還原還原氧化性氧化性常見陽離子放電順序：常見陽離子放電順序： Ag + Fe 3+ Cu 2+ H + Fe 2+ Zn2+ Al3+Mg2+Na+陽極陽極：_電子，發(fā)生電子，發(fā)生_反應(yīng)，反應(yīng)，離子離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。失失氧化氧化還原性還原性當(dāng)陽極為惰性電極當(dāng)陽極為惰性電極( (石墨、鉑、金石墨、鉑、金) )時(shí)時(shí), ,常見常見陰離子放電順序：陰離子放電順序：S S2- 2- II- - BrBr- -ClCl- - OHOH- - 含氧酸根含氧酸

4、根FF- -例：寫出用石墨做電極電解例：寫出用石墨做電極電解CuSOCuSO4 4溶液的電溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式極反應(yīng)式及總的電解方程式. .陰極：陰極：陽極：陽極：最后使得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總方程式最后使得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總方程式陰極：陰極：陽極：陽極： 4OH 4e O2+2H2O2Cu2+ + 4e 2CuOH SO42H+ Cu2+首先分析、比較出陰陽極的放電離子：首先分析、比較出陰陽極的放電離子：然后寫電極反應(yīng)式然后寫電極反應(yīng)式 ：2CuO2+4H+或或2CuSO4+2H2O（）2CuO2+2H2SO42Cu2+2H2O（電解反應(yīng)的離子方程式電解反

5、應(yīng)的離子方程式）或或2H2O 4eO2+ 4H+三三練習(xí)：練習(xí)：完成下列溶液的電極反應(yīng)完成下列溶液的電極反應(yīng)( (以石墨為電極電解以石墨為電極電解) )硫酸溶液硫酸溶液：NaNa2 2SOSO4 4溶液：溶液：NaOHNaOH溶液溶液: :鹽酸鹽酸：CuBrCuBr2 2溶液：溶液：KClKCl溶液：溶液：CuSOCuSO4 4溶液溶液：陽極：陽極：4OH4OH4e4e2H2H2 2O +OO +O2 2陰極：陰極：4H4H+ + +4e +4e2H2H2 2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2H2 2O O O O2 2 +2H +2H2 2 通電通電硫酸溶液、硫酸溶液、NaOHNaOH溶液、溶液、Na

6、Na2 2SOSO4 4溶液：溶液：電解水型電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如氧酸鹽（如NaOHNaOH、H H2 2SOSO4 4、K K2 2SOSO4 4）的電解）的電解鹽酸、鹽酸、CuBrCuBr2 2溶液：溶液：陽極：陽極：2Cl2Cl- - 2e2e- - ClCl2 2陰極陰極： 2H2H+ + +2e +2e- - H H2 2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2HCl 2HCl ClCl2 2 + H + H2 2 通電通電總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuBrCuBr2 2 = CuCu BrBr2 2通電通電陽極：陽極： 2Br2Br- - 2e2e- - Br

7、Br2 2陰極：陰極： CuCu2+ 2+ 2e2e- - CuCu電解電解質(zhì)型電解電解質(zhì)型：無氧酸、不活潑的無氧酸：無氧酸、不活潑的無氧酸鹽（如鹽（如HClHCl、CuClCuCl2 2）溶液的電解）溶液的電解陽極：陽極：4OH4OH- -4e4e- -2H2H2 2O +OO +O2 2陰極：陰極：2Cu2Cu2+2+ + 4e + 4e2Cu2Cu總反應(yīng)：總反應(yīng)：2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O = 2Cu+OO = 2Cu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 通電通電陽極陽極 (C)(C)：2Cl2Cl- - 2e2e- -ClCl2 2陰極陰極 (C)(C)：2H

8、2H+ + +2e +2e- - H H2 2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2 2K KCl+2HCl+2H2 2O = 2O = 2K KOH+ ClOH+ Cl2 2+H+H2 2 通電通電KClKCl溶液：溶液：CuSOCuSO4 4溶液：溶液：電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型A A、放氫生堿型放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（如：活潑金屬的無氧酸鹽（如NaClNaCl、MgBrMgBr2 2) )溶液的電解溶液的電解B B、放氧生酸型放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽：不活潑金屬的含氧酸鹽（如（如CuSOCuSO4 4、AgNOAgNO3 3）溶液的電解）溶液的電解硫酸溶液硫酸溶液：鹽酸鹽

9、酸：NaOHNaOH溶液溶液: :CuBrCuBr2 2溶液：溶液：KClKCl溶液：溶液：CuSOCuSO4 4溶液溶液：NaNa2 2SOSO4 4溶液：溶液：以石墨為電極電解下列水溶液，若想恢復(fù)以石墨為電極電解下列水溶液，若想恢復(fù)到原來濃度，應(yīng)加入什么物質(zhì)？到原來濃度，應(yīng)加入什么物質(zhì)？H H2 2O O H H2 2O O H H2 2O O 電解水型電解水型電解水型電解水型電解水型電解水型電解電解質(zhì)型電解電解質(zhì)型電解電解質(zhì)型電解電解質(zhì)型HClHClCuBrCuBr2 2電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水同時(shí)被電解同時(shí)被電解CuOCuOHClHCl恢復(fù)到原來濃度：少什么加什么恢復(fù)到原來濃度：少什么加什

10、么 陽極：陽極：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CuCl2 、HCl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)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如Na2SO4、H2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+簡單陰離子簡單陰離子復(fù)雜陰離子復(fù)雜陰離子不活潑金屬離子不活潑金屬離子活潑金屬離子活潑金屬離子2粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑

11、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 形成陽極泥；電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變；三、電解原理的應(yīng)用三、電解原理的應(yīng)用 電解精煉銅原理：(1)電鍍銅的裝置：【實(shí)驗(yàn)42】鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；電鍍銅的原理：陽極（鍍層金屬）：Cu2e- = Cu2+陰極（鍍件）： Cu2+ + 2e- = Cu電鍍液濃度不變；待鍍鐵制品銅片 CuSO4溶液 電鍍銅：(2)電解飽和食鹽水反應(yīng)原理：電解飽和食鹽水反應(yīng)原理：現(xiàn)象：現(xiàn)象：陽極陽極產(chǎn)生產(chǎn)生Cl2 陰極陰極產(chǎn)生產(chǎn)生H2 和酚酞變和酚酞變紅紅【問題【問題】寫出電極反應(yīng)式，電解總反應(yīng)方程式；寫出電極反應(yīng)式，電解總反應(yīng)方程式；為什么為什么NaOH 在陰極區(qū)產(chǎn)生？在陰極區(qū)產(chǎn)生？若產(chǎn)生若產(chǎn)生1molH2，則產(chǎn)生，則產(chǎn)生Cl2、 NaOH各幾各幾g? 電子轉(zhuǎn)移幾電子轉(zhuǎn)移幾mol? 氯堿