电解池

阳极——镀层金属 或惰性电极
阴极——待镀金属制品
铁 片
铜 片 硫酸铜溶液
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小
3.铜的电解精炼
粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等) 纯铜 粗铜 阳极： - =Zn2+ Zn -2e Zn - = Fe2+ Fe -2e Fe - =Ni2+ Ni -2e Ni - =Cu2+ Cu--2e Cu CuSO4溶液 Ag 阳极泥 Au 阴极: Cu2+ + 2e- → Cu
Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7 Ki1=2.95×10-8 Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11
将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负 极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中，再接 通6~12 V直流电,观察现象。
人们规定：与电源正极相连的极叫阳极 与电源负极相连的极叫阴极 + 阳极
已知：
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的 pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。 （选填“大于”、“小于”或“等于”）。 浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3 的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3– 浓度从大到小的顺序为 。
H2SO3 HClO H2CO3
石 墨 石 墨
阴极
CuCl2溶液
实验现象
实验记录
实验现象 阴极 产物验证 产物确定
有红色固 体析出 有气泡逸出
可根据电极 的颜色
使淀粉碘化钾 试纸变蓝
铜
氯气
阳极
讨论：实验现象的成因
动画模拟

1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+

H+
阴离子：Cl- OH-
2：在通电时这些微粒各向什么极移动？ 3：在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的反 应？
2CuSO4+ 2H2O
电解
2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
电解质溶液用惰性电极电解的示例：
电解 类型 举例 物质类别 实例 电极反应 溶液pH 变化 溶液复原方法
含氧酸
仅溶剂 水电解
H2SO4 NaOH
Na2SO4
减小 阳极：4OH- -4e-=O2 ↑ +2H2O 增大 阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑ H2O
问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池 电解精炼池 电镀池
定义
将电能转变成化 学能的装置。
应用电解原理将不 应用电解原理在某 纯的金属提纯的装 些金属表面镀上一 层其它金属的装置。 置。
①镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极 ②电镀液须含有镀层金 属的离子
阳极：2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- = H2↑
增大 增大
溶质和 溶剂同 时电解
不活泼金属的 含氧酸盐
阳极：4OH- - 4e- =O2↑+2H2O
CuSO4 阴极：2Cu2++4e- =2Cu↓ 减小
金属（金、铂除外）做阳极，电极反应是如 何写？

阳极：M – ne- = Mn+ （阴离子不放电） 阴极：阳离子放电
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重点： 分析电解过程的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物 阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+
金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－
除Pt、Au
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离子放电顺序： 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极： ①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化 成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴 离子的放电顺序（由难到易）是：
阳极 氧 气
实例
阴极
Na2SO4溶液
氢 气
浓度 pH 值 复原
电极反应
Na2SO4
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
阴极: 4H ++ 4e- =2H2 ↑
变大
2H2O
电解
2H2 ↑ + O2 ↑
不 变
加 H2O
阳极
阴极
氯 气 实例
NaCl溶液
氢 气 浓度 pH 值 复原
电极反应 阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑
思考：
若用导线连接如下装置可能会有什么现象出现。
石 墨
石 墨
锌
铜
CuCl2溶液
CuCl2溶液
第二部份 电解原理的应用
1.电解食盐水
现象： 阳极：有气泡产生，使 湿润的淀粉－KI溶液 变蓝 阴极：有气泡产生，滴 加酚酞溶液变红
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑ 总式： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
NaCl
阴极: 2H +
+
2e- =
H2 ↑
电解
减小
增 大
加 HCl
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
阳极
阴极
氧 气
铜
CuSO4溶液
实例
电极反应
阴极：2Cu2++ 4e- = 2Cu
浓度
pH值
复原
CuSO4 阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
减小
减小
加 CuO
（2016四川高考）某电动汽车配载一种可充放电 的锂离子电池。放电时电池的总反应为： Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池 的说法不正确的是 A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移 B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6 C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xg D．充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+
新人教版第四章
电化学基础
第三节：电解池
氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、 氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图 是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子 交换膜只允许阳离子通过。 完成下列填空： （1）写出电解饱和食盐水 的离子方程式。 （2）离子交换膜的作用为： 、 。 （3）精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化 钠溶液从图中 位置流出。（选填“a”、“b”、 “c”或“d”） （4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成 高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物 质。写出该反应的化学方程式 。
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-
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电解原理
离子放电顺序： 阴极: 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发 生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+, 不同时按（H+）
形成 条件 ①两电极接直流电源
①不纯金属接电源正极 纯的金属接电源负极 ②电极插人电解质溶液 ②电解质溶液须待提纯 ③形成闭合回路 金属的离子
电极 阳极：电源正极相 名称 连
阳极：不纯金属； 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 阴极：电源负极相 阴极：纯金属 连 电极 阳极：氧化反应 阳极：氧化反应 阳极：氧化反应 反应 阴极：还原反应 阴极：还原反应 阴极：还原反应
正极PbO2+4H++2e— C =Pb2++2H2O D
某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为 Li1-xCoO2 +LixC6 = 6C + LiCoO2，其工作原理示 意图如右。下列说法不正确的是( )
A、放电时LixC6发生氧化反应 B、充电时，Li+通过阳离子交换膜从左向右移动 C、充电时将电池的负极与外接电源的负极相连 D、放电时，电池的正极反应为： Li1-xCoO2+ xLi+ + xe-= LiCoO2
阳极
阴极
阳极
阴极
CuCl2溶液
Na2SO4溶液
阳极
阴极
阳极
阴极
NaCl溶液
CuSO4溶液
电解规律
阳极 阴极
氯 气 实例
铜
CuCl2溶液
电极反应
浓度
pH 值 增 大
复原
CuCl2
阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑
阴极：Cu2++ 2e-=2Cu↓ 电解 CuCl2 Cu+Cl2 ↑
减小
CuCl2
强碱 活泼金属的 含氧酸盐
不变
阳极：2Cl- -2e-=Cl2↑ 阴极：2H++2e- = H2↑ 增大 HCl CuCl2 HCl CuO
仅溶质 电解
无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐 活泼金属的 无氧酸盐
HCl CuCl2 NaCl
阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++2e- =Cu↓
电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中 间用阴离子交换膜隔开．在一定的电压下通电，发现 左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅． 已知：3I2+6OH- = IO3-+5I-+3H2O，下列说法不正确的 是（ ）
A．右侧发生的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OHB．电解结束后，右侧溶液中含有IO3C．电解槽内发生反应的总化学方程式： KI+3H2O KIO3+3H2↑ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽 内总反应不变
实验装置
Cl2 + 淡盐水
阳 极
H2 －
NaOH溶液
Cl2 Na+ Cl— OH— H+
阴 极
碳钢网
金属钛网
阳 极 室
精制饱和 NaCl溶液
Baidu Nhomakorabea
离子交换膜
阴 极 室
H2O（含少量NaOH）
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
2. 电镀
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合金的过程，
①电极：
2．Ⅰ.以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化
5.电极反应(电解CuCl2溶液) 阳极反应： 2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极反应：
2Cu2++2e-=2Cu
电解池总反应：
CuCl2===Cu+Cl2↑
电解
思考：溶液中存在Cu2+ 、Cl- 、 H+ 和 OH为什么生成的是Cl2和Cu而不是H2 和O2 ？
6. 放电能力
阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电。 影响离子放电的因素： 离子得失电子的能力 离子的浓度
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电解原理
电解质在水溶液中放电顺序
阴极：氧化性强的离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ >Pb2+ >Fe2+>Zn2+ 浓度大时先于 H+放电 >H+ > Al3+>Mg2+>Na+ 水中H+先放电 金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
阳极：还原性强的离子先失电子
两池对比
装置 实例 原电池 铜锌原电池 电解池 电解氯化铜溶液
原理
电极名称 电子流向 电极反应 能量转化
氧化还原反应形成电流 电流引起氧化还原反应 正极、 负极 阳极、 阴极
电源负极→阴极→阳极→电源正极
（外电路）负极 → 正极
负极：氧化反应
正极：还原原应 化学能→ 电能
阳极： 氧化反应
阴极： 还原反应 电能→化学能
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动

阴极区：Cu2+→Cu （还原反应） 阳极区： 2Cl-→Cl2↑（氧化反应）
归纳总结 一、电解原理 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极 引起氧 化还原反应的过程，叫做电解。 2.电解池： 电能转变为化学能的装置。 3.构成电解池的条件： ②阴、阳电极 ①直流电源； ③电解质溶液或熔融电解质；④闭合回路 4.粒子在电解池中的运动方向 阳离子 阴极；阴离子 阳极 1.电解：
科学家尝试用微生物电池除去废水中的有害的 有机物，其原理如图所示。下列有关说法错误 的是（ ）
A．A极电极反应式为： B．B极电极反应式为：CH3COO--8e+4H2O=2HCO3- + 9H+ C．溶液中的阴离子由A极向B极移动 D．该微生物电池在高温条件下无法正常工作
为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作 阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下： 电池： Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l) 通电 电解池： 2Al+3O2=======Al2O3+3H2↑ 电解过程中，以下判断正确的是（ 电池 A B H+移向Pb电极 每消耗3molPb ） 电解池 H+移向Pb电极 生成2molAl2O3 阳极：2Al+3H2O-6e— =Al2O3+6H+