：第四章《電解池》

第三節(jié)電解池一、電解原理二、電解原理的應(yīng)用有關(guān)電解

金屬鈉是在1807年通過(guò)電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。除此之外，電解還有沒(méi)有其他用途呢？

電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法。一、電解原理【實(shí)驗(yàn)4-2】以電解氯化銅為例實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：與正極連接的電極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2)與負(fù)極連接的電極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽(yáng)極氯氣銅CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)分析：通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況

陽(yáng)離子：H+、Cu2+

陰離子：OH-、Cl-

做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱(chēng)：

陽(yáng)極（接電源正極）

陰極（接電源負(fù)極）

與電極材料無(wú)關(guān)

（3）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng):

陽(yáng)離子移向陰極反應(yīng)，陰離子移向陽(yáng)極反應(yīng)

陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反應(yīng)

陰極：Cu2++2e-=Cu還原反應(yīng)

總式：（2）判斷溶液中實(shí)際反應(yīng)的離子：

陽(yáng)離子：Cu2+

陰離子：Cl-（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：

CuCl2溶液濃度降低

CuCl2Cu+Cl2↑電解分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子結(jié)論：電解質(zhì)通電前在水溶液中自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子作______________運(yùn)動(dòng)；在外電源的作用下（直流電)，改作_________移動(dòng)而導(dǎo)電。在導(dǎo)電的同時(shí)，在陽(yáng)、陰兩極發(fā)生氧化—還原反應(yīng)，即被電解，電離是__________的前提。

自由定向電解1、電解和電解池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)程叫做電解。2)電解池（電解槽）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置?！飿?gòu)成條件:(1)外加直流電源

(2)與電源相連的兩個(gè)電極：

接電源正極的為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)接電源負(fù)極的為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)（4）閉合回路2、電解池中的電子的移動(dòng)方向電源負(fù)極→電解池陰極→電解液中的陽(yáng)離子（被還原）電解池中陰離子（被氧化）→電解池陽(yáng)極→電源正極3、電解的本質(zhì)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程

為何當(dāng)一個(gè)電極存在多種可能的放電離子時(shí)，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關(guān)？（物質(zhì)在電解池的陰、陽(yáng)兩極發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程叫放電。）4、電解質(zhì)在水溶液中的放電規(guī)律陰極：發(fā)生____反應(yīng)，___電子，離子 _____越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。常見(jiàn)陽(yáng)離子放電順序：(Ag+>Fe3+)>Hg2+>Cu2+>(H+>Pb2+>Ni2

+>Fe2+>Zn2+)>Al3+>Mg2+>Na+

注:括號(hào)中離子的氧化性,隨濃度的增大而增強(qiáng)得還原氧化性陽(yáng)極：發(fā)生____反應(yīng)，___電子，離子 _____越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。①當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極(石墨、鉑、金)時(shí),常見(jiàn)陰離子放電順序：

S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-失氧化還原性②當(dāng)陽(yáng)極為金屬電極(即活性電極)時(shí)，

金屬電極優(yōu)先放電,被氧化而溶解。想一想：

若以銅為陽(yáng)極,鐵為陰極,電解氯化銅溶液，情況又如何？裝置類(lèi)別電解池原電池構(gòu)成條件兩個(gè)電極（活性可相同）、直流電源、電解質(zhì)溶液或熔融狀態(tài)電解質(zhì)、閉合回路兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液、閉合回路反應(yīng)是否自發(fā)反應(yīng)不自發(fā)反應(yīng)能自發(fā)電極名稱(chēng)陰極：接電源負(fù)極陽(yáng)極：接電源正極負(fù)極：電子流出極正極:電子流入極電極反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)變電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能課后練習(xí)分別分析電解氯化鈉溶液和電解熔融狀態(tài)氯化鈉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并試寫(xiě)出電極反應(yīng)二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣電極反應(yīng)式陽(yáng)極：2Cl-

-2e-==Cl2↑陰極：2H++2e-==H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑電解熔融氯化鈉通電前,Na+Cl-在____________運(yùn)動(dòng)。通電后,Na+向__極(與電源______相連)移動(dòng)，Cl-向___極(與電源______相連)移動(dòng)。 電子從電源負(fù)極流向_________極,電極反應(yīng)為_(kāi)_________,發(fā)生____________________反應(yīng)。 電子從電解池陽(yáng)極流向_______極,電極反應(yīng)為_(kāi)_________,發(fā)生_______________________反應(yīng)。 總反應(yīng)為_(kāi)______________________。陰無(wú)規(guī)則自由負(fù)極陽(yáng)正極電解池陰2NaCl

2Na+Cl2↑氧化還原電源正2Na++2e-==2Na2Cl-－2e-==Cl2↑2、電鍍簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電鍍指借助外界直流電的作用，在溶液中進(jìn)行電解反應(yīng)，使導(dǎo)電體例如金屬的表面沉積一金屬或合金層。

電鍍?cè)硎疽鈭D電鍍銅原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽(yáng)極：鍍層金屬電鍍液：含有鍍層金屬的電解質(zhì)陰極：待鍍金屬制品電鍍應(yīng)用于銅的電解精練電解銅原理演示電極反應(yīng)式陰極（純銅）:Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極（粗銅）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反應(yīng))Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+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3、電冶金制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽(yáng)極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解熔融氯化鈉制鈉小結(jié)與電源正極相連陽(yáng)極陰極與電源負(fù)極相連發(fā)生氧化反應(yīng)陽(yáng)離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應(yīng)1、電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系2、電解原理的應(yīng)用：氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金電離

電解

條件過(guò)程特點(diǎn)聯(lián)系

電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)電解質(zhì)電離后，再通直流電電解質(zhì)電離成為自由移動(dòng)的離子。CuCl2=Cu2++2Cl-通電陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極上失得電子成為原子或分子。CuCl2==Cu+Cl2↑只產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上電解與電離的區(qū)別與聯(lián)系練習(xí)分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。1．下列說(shuō)法或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）。A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵C．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快D．與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極2．100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（）。A．加入適量的6mol/L的鹽酸B．加入數(shù)滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液BB作業(yè)：課本P833、5、6［課外作業(yè)］1、預(yù)習(xí)課本下一小節(jié)的內(nèi)容2、課外總結(jié)電解池和原電池的異同點(diǎn)。第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、金屬的電化學(xué)腐蝕二、金屬的電化學(xué)防護(hù)金屬腐蝕我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家（2005年全國(guó)生產(chǎn)鋼材37117.02萬(wàn)噸），每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬(wàn)億元）。根據(jù)各國(guó)調(diào)查結(jié)果，一般說(shuō)來(lái)，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失大致為該國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的4%左右。另?yè)?jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。閱讀：你有何感想？金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅。國(guó)內(nèi)外都曾發(fā)生過(guò)許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲(chǔ)酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會(huì)危及工作人員和附近居民的生命安全。一、金屬的電化學(xué)腐蝕金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)（三）金屬腐蝕的類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化腐蝕金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。M–ne-→Mn+1、化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。2、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。電化學(xué)腐蝕的類(lèi)型析氫腐蝕吸氧腐蝕為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，在潮濕的空氣中卻易生銹？思考與交流1、鐵銹的成份是什么？是怎樣形成的？2、將經(jīng)過(guò)酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中．幾分鐘后，導(dǎo)管中的水柱上升了，你知道為什么嗎？科學(xué)探究：為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？鋼鐵潮濕空氣水膜CO2、SO2、H2S電解質(zhì)溶液（H+)鐵C原電池電解質(zhì)溶液形成：H++OH-H2O+CO2H++HCO3-H2O鋼鐵在這過(guò)程發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性的不同電化學(xué)腐蝕可分為兩種。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖思考：你能寫(xiě)出它們的電極反應(yīng)式？鋼鐵的腐蝕吸氧腐蝕（演示）析氫腐蝕（演示）發(fā)生條件鋼鐵表面吸附的水膜中溶有O2并呈極弱酸性或中性，反應(yīng)中（）得電子被還原為OH-

。鋼鐵表面吸附的水膜呈現(xiàn)較強(qiáng)酸性。反應(yīng)時(shí)有

析出。電極反應(yīng)O2H2負(fù)極正極總反應(yīng)Fe-2e-＝Fe2＋2H++2e-=H2Fe＋2H+=Fe2++H24Fe(OH)2＋O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3

·xH2O(鐵銹）+（3-x）H2O2Fe-4e-＝2Fe2＋O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe＋O2+H2O=2Fe(OH)2課堂練習(xí)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑二、金屬的電化學(xué)防護(hù)影響金屬腐蝕的因素包括：金屬的

和

。本性介質(zhì)金屬越活潑越容易被腐蝕金屬合金中活潑的金屬易腐蝕例如：鋼鐵腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬腐蝕影響很大：金屬在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕1.影響金屬腐蝕的兩個(gè)因素金屬本性介質(zhì)—金屬是否活潑，純凈—金屬與哪些物質(zhì)共存2.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子成為陽(yáng)離子的過(guò)程思考與交流根據(jù)你的所學(xué)知識(shí)以及生活經(jīng)歷，說(shuō)說(shuō)金屬有哪些防護(hù)方法？<三>金屬的防護(hù)方法（常見(jiàn)）1、改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力（不銹鋼、青銅器）2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層（1）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬－－電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜。3、電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（原電池原理）(輪船船身上的鋅塊、地下鋼鐵管道接鎂塊)犧牲金屬保護(hù)法思考1、下列事實(shí)不能用電化學(xué)原理解釋的是（）A鋁片不需要特殊的保護(hù)方法。B炒過(guò)菜的鐵鍋未清洗易生銹。C輪船水線以下的船殼上鑲有一定數(shù)量的鋅。D鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕。2、金屬的腐蝕通常分為哪兩種？試比較它們的異同A

類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

發(fā)生的條件

電流

本質(zhì)

相互關(guān)系金屬與接觸物直接反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池?zé)o電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕兩者往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍化學(xué)腐蝕與電化腐蝕比較3、2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣(mài)會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去C、銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；（D）上述各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是

。討論與交流4.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解池陽(yáng)極的腐蝕＞原電池陰極的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕5、2、1、3、4作業(yè)：課本P882-6［課外作業(yè)］1、復(fù)習(xí)本章內(nèi)容。章節(jié)復(fù)習(xí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)一、化學(xué)能與電能二、電化學(xué)中電解質(zhì)溶液中離子的流向陽(yáng)離子發(fā)生還原反應(yīng)的陰極原電池正極電解池陰極趨向(具有氧化性)陰離子發(fā)生氧化反應(yīng)的陽(yáng)極原電池負(fù)極電解池陽(yáng)極趨向(具有還原性)三、分析電解題的思路方法1、先看陽(yáng)極材料，再看電解質(zhì)類(lèi)型，由此判斷電極產(chǎn)物和電解后溶液的酸堿性2、用惰性電極電解鹽溶液時(shí)溶液的酸堿性一般陽(yáng)(極)顯陽(yáng)(H+)(陽(yáng)極放O2生酸)陰(極)顯陰(OH-)(陰極放H2生堿)如電解Na2SO4溶液，陽(yáng)極附近呈酸性，陰極附近呈堿性，電解后整個(gè)溶液呈中性專(zhuān)題要點(diǎn)一、原電池、電解池和電鍍池1、三池比較原電池電解池電鍍池定義形成條件將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上