鲁科版高中化学选修四 1.2.2 电解原理的应用

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电解原理的应用
离子的放电顺序 阳离子 ：与金属活动顺序相反。即 K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+
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Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ 、Fe3+ 、 Hg2+ 、 Ag+
得电子能力依次增强 阴离子 ：活性电极﹥阴离子。即： Cu 、 Hg 、 Ag ﹥S2－、I － 、 Br －、 Cl －、 OH － ﹥ （ NO3 －、SO4 2－ 含氧酸根） ﹥ F － 失电子 能力依次减弱
阴极:
导电能力。因此必须利用电解的 2+ 方法精炼粗铜。
Cu + 2e → Cu
问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？ 极微弱的减小，一般可以忽略
电解原理的应用
三、电镀
电镀的意义
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电镀可以使金属更加美观耐 用，增强防锈抗腐能力。例如，
电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或 钢铁是人们最常用的金属，但钢 合金的过程。 铁有个致命的缺点，就是它们易
Cl2 Cl— Cl— Cl2 — Cl Cl—
Na+ Na+ Na+ Na+
碳钢网
精制饱和 NaCl溶液
阳离子交换膜
阴 极 室
H2O（含少量NaOH）
离子膜法电解食盐水的原理示意图
电解原理的应用
小结 1、并不是所有离子都能在电极上发生反应 2、电极反应发生时，电极附近溶液组成发生变化 3、哪种离子先放电和离子的氧化性或还原性相对强 弱有关
2、接通电源，观察电极表面出现的现象，根据你已有的化学知识， 设法检验两极附近溶液组成的变化并判断气体产物。
3、判断阴极和阳极，写出电极反应式和电解反应的化学方程式。 现象 电极反应式
阴极
阳极
电解反应的化学方程式：
电解原理的应用
点击标签演示
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e2H+ + 2e- = H2↑
阴 极 Na+ OH石 墨
溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小
电解原理的应用
点拨 分析电解反应的一般思路： 明确电极材料和溶液中存在哪些离子
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分析阴阳两极附近有哪些离子
根据离子放电顺序和阳极氧化，阴极还原的特点 分析得出产物，写出电极反应式
电解原理的应用
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二、铜的电解精炼 铜电解精炼存在的价值 粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等) 一般火法冶炼得到的粗铜中含 纯铜 粗铜 阳极： Zn Zn→ Zn2+＋2e有多种杂质（如锌、铁、镍、银、 Fe Fe → Fe2+＋2eNi 金等），这种粗铜的导电性远不 Ni → Ni2+＋2eCu 能满足电气工业的要求，如果用 Cu→ Cu2+＋2eAg 阳极泥 以制电线，就会大大降低电线的 Au CuSO4溶液
通电 H2↑+Cl2 ↑+2NaOH
电解反应的化学方程式： 2NaCl +H2O
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化学与技术 工业电解食盐水制备烧碱
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电解原理的应用
+ － NaOH溶液 H2H H+ + H H — 2 + OH H — OH OH— OH—
+
பைடு நூலகம்
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淡盐水
阳 极
金属钛网
阴 极
阳 极 室
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三、电镀
待镀金属制品作阴极，镀层金属 或惰性电极作阳极 含有镀层金属离子的电解质溶液作电解液 电镀液CuSO4的浓度保持不变或变小
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金属活泼性：M>N
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【例1】已知 ① M+N2+=M2++N ② Pt极电解相同浓度P和M的硫酸 金 属 反应：E2++2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为: 活 泼 ________________________ 。 性 金属活泼性：N>E ︓ P>M 答案：P>M>N>E
通电前
通电后
2Cl- - 2e- = Cl2↑
e石 墨
阳 极
Cl饱和食盐水
H+
电解原理的应用
现象 阴极 产生的无色气体验纯后点 燃，火焰呈淡蓝色。 产生的有刺激性气味的气 体，遇湿润的淀粉碘化钾 试纸变蓝。 电极反应式 2H+ + 2e- = H2↑
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阳极
2Cl- - 2e- = Cl2↑
被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一
种最常用方法就是在其表面镀上 其他金属，如锌、铜、铬、镍等。
电解原理的应用
课时小结 一、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 离子的放电顺序 二、铜的电解精炼 纯铜作阴极，粗铜作阳极 阳极主要金属与电解质中的阳离子相同 电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子 Zn2+、Fe2+、Ni2+
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一、电解食盐水制备 烧碱、氢气和氯气 电解原理的应用
二、铜的电解精炼
三、电镀
电解原理的应用
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2H2O === 2H2↑+O2↑
通电
电解原理的应用
水的电离与电解
H2O
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H++OH↓ 阴 极 4H++4e-→2H2↑
还原反应
→阳极
4OH-→O2↑+2H2O+4e氧化反应
通电 2H2O === 2H2↑+O2↑
电解原理的应用
一、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 活动探究 以石墨为电极电解饱和食盐水
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按照右图所示安装仪器，电极材料为石墨， 电解质溶液为饱和食盐水。
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1、请你分析饱和食盐水中可能存在哪些离子，在电场中它们的移动 方向如何，可能发生的电极反应是什么。
电解原理的应用
活动探究 ①电极： 阳极——镀层金属 或惰性电极 阴极——待镀金属制品
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在铁钉表面镀铜
铁 钉 铜 片 硫酸铜溶液 （还原反应）
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
③ 电 极 反 应 ：阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）
复习
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让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电
极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
将电能转化为化学能的装置叫做电解池。
每个电极上或是发生失去电子的变化，或是发生获得 电子的变化，分别相当于氧化还原反应的一半，这种反应 称为半反应。 在电极上进行的半反应叫做电极反应。 发生氧化反应的电极叫做阳极，发生还原反应的电极 叫做阴极。
化学 · 选修 4
电解原理的应用
电解原理的应用
教学目标 第2 页
对于一些电解过程（如电解熔融氯化钠、饱和食盐水），能结合
实例简要分析电解的工作原理，能够根据所给出的离子放电顺序
分析电极上发生的反应，写出相应的电极反应式。
能举例说明电解原理在氯碱生产、金属精炼和电镀中的应用。
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