4.4.3电解池PPT精品文档44页

若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的 水 即可。
⑵、电解电解质型
电解无氧酸溶液、不活泼金属的无氧酸盐溶液， 如电解盐酸、CuCl2溶液等
例如：电解盐酸 阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴 总极 反： 应：2H2H+ +C2le－＝电＝解CHl2↑2 ↑+ H2↑
电解对象：电解质本身
电解后溶液中溶质的质量分数 减小 ， PH 增大 ，若要 恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的 溶质 。
不变
HCl
阳极：2Cl- -2e-=Cl2↑ 阴极：2H++2e- = H2↑
增大
CuCl2
阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极：Cu2++2e- =Cu↓
减少
NaCl
阳极：2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极：2H++2e- =H2↑
增大
CuSO4
阳极：4OH- -4e- =O2↑+2H2O 阴极：2Cu2++4e- = 2Cu↓
减小
溶液复原方法
H2O
HCl CuCl2 HCl CuO
第三节 电解池
第三课时
电解饱和食盐水反应原理
在U型管里装入饱和食 盐水，用一根碳棒作阳 极，一根铁棒作阴极。 接通直流电源
思考:
（1）电解池的两极各产生什么现象? 若在两极附近均滴加酚酞试液，会 有什么现象? （2）怎样初步检验两极产物的生成? （3）结合教材，分析产生这种现象 的原因。
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：阴离子放电或阳极本身放电 失电子能力强（还原性强）的离子先失电子
金属 > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－ >NO3－>SO42－
除Pt、Au
思考?
以石墨做电极电解硫酸钠溶液中会有
怎样的结果：
Na2SO4 ＝
2Na++
2—
SO4
离子放电的顺序
第三节 电解池
氢
氧
气
气
+
电解 电解水 ：2 H2O = 2 H2 ↑＋ O2↑
探究实验1
如图所示，将两根石墨
棒分别跟直流电源的正
＋
－
极和负极连接，浸入盛
C
有CuCl2溶液的烧杯中 ， 阳极
C
阴极
再接通12V直流电,观察 Cl2 现象。
Cu －－
约3～5min后切断电源。
CuCl2溶液
实验结果交流
电解 类型
仅溶剂 水电解
仅溶质 电解
溶质和 溶剂同 时电解
举例
物质类别
实例
电极反应
溶液PH 变化
含氧酸
强碱
活泼金属的 含氧酸盐
无氧酸
不活泼金属 的无氧酸盐
活泼金属的 无氧酸盐 不活泼金属的 含氧酸盐
H2SO4 NaOH
Na2SO4
减小
阳极：4OH--4e-=O2+2H2O 增大 阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
阳极：Cu–2e-= Cu2+
镀件
阴极：Cu2+ +2e-= Cu 铁器
－+
镀层金属 铜
硫酸铜溶液浓度 保持不变
硫酸铜溶液
3.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），
这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大
降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O .
(2)避免生成物H2和Cl2混合,
因为: 混合遇火或遇强光爆炸
.
解决方法:使用离子交换膜
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、 OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔 成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和
AgNO3溶液
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑
阴极：4Ag++4e-=4Ag 总反应式：4Ag++2H2O电=解4Ag +O2 ↑+4H+
第三节 电解池
第二课时
装置
原电池
实例
铜锌原电池
电解池
电解氯化铜
原理 构成条件 电极名称 电子流向 离子流向 电极反应 能量转化
应用
发生氧化还原反应，从而形成电流 电流通过引起氧化还原反应
B. 实验记录
阴极 阳极
实验现象
产物验证
产物确定
有红色固 体析出
—————
铜
有气泡逸出 使淀粉碘化钾试纸变蓝
氯气
实验分析：
电解氯化铜溶液微观模拟
实践探究
CuCl2＝ Cu2++2Cl-
1、向氯化铜溶液中通入直流电 H2O H+ + OH-
A：理论先行
思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?
阳离子：Cu2+ H+
略过量 BaCl2 溶液
除SO42-
、 Na+、 Cl-、 Ca2+
略过量NaOH 溶液
、 , Ba2+ 引入OH- 除Fe3+ Mg2+
Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+
略过量
Na2CO3 溶液 除Ca2+. Ba2+
Na+、 Cl-、
、 CO32- OH-
适量HCl溶液
由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、 SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子 交换膜，那么如何除去这些杂质呢？
、 泥沙 Na+、 Cl-、
Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-
沉降 除泥沙
Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-
H2O
阳离子
阴离子
H+ + OH—
H+ >Na+
OH－>SO42－
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O 电＝解O2↑ +2H2↑
分析电解反应的一般思路：
明确阳极材料 阴阳两极放电的离子 根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物
写出电极反应
单击电子流动
结一结： ①电极反应：阳氧化、阴还原
②离子流向： 异性相吸
③电子流向：电子从外加电源的负极流出，流 到电解池的阴极，再从阳极流回 电源正极。（注：电子只在外电 路定向移动不能从溶液中移动）
电解质在水溶液中放电顺序
阴极：阳离子放电 得电子能力强（氧化性强的）离子先得电子
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+
电解池与原电池有哪些异同
装置
原电池
电解池
装置 实例
定义
将化学能 转变成电能的装置
将电能 转变成化学能的装置
①活泼性不同的两电极 ①两电极
形成 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路
②电解质溶液 ③形闭合回路
④能自发进行的氧化还 原反应
④接直流电源
电解池与原电池有哪些异同
装置 电极 名称
电极 反应
原电池 负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属 （或能导电的非金属）
阴离子：Cl- OH-
思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？
Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动
思考3：在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的
电极反应？产物是哪些？
阴极区： Cu2+→Cu 阳极区： Cl-→Cl2↑
一、电解原理
1.电解： 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 阳极：2 CI- - 2e- = CI2 ↑(氧化反应) 正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应） 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)
化学能→ 电能
电能→化学能
设计电池、金属防腐
氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼
三、电解规律(用惰性电极电解时)
电解对象：电解质和水
阳
电解后原溶液中溶质的质量分数 减小 ，生成新的
电解质，溶液PH 减小，若要恢复原来的组成和浓度，需
加入一定量 金属氧化物 。（加入一定量的CuO）
⑷、放H2生碱型
电解活泼金属的无氧酸盐溶液时， 如电解NaCl溶液等。
阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 判断阳极产物
通电后：Cu2+ Ｈ＋移向阴极，
Cl－ ＯＨ－移向阳极； ②电极反应：
阳极： 2Cl－ － 2e－ = Cl2↑（氧化反应） 阴极： Cu2+ ＋ 2e－ = Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
Cl- Cl- Cl-
C u 2+
Cl-
C u 2+
ClC u 2+ Cl-
Ⅰ通电前 －＋
阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑
及阴极产物？
总反应：2NaCl+2H2O＝电＝解 2NaOH+ H2↑ + Cl2↑
电解对象：电解质和水
阴
电解后原溶液中溶质的质量分数 减小，生成新的电解 质，溶液PH 增大 ，若要恢复原来的组成和浓度，需通 入一定量的 HCl 。
电解质溶液用惰性电极电解的示例：
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。 C
C
3.构成电解池的条件：
①直流电源； 阴极:与电源负极相连
②阴、阳 电极 阳极:与电源正极相连
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
[还原反应] [氧化反应]
一、电解原理：
５．实验微观解释
①离子移动
通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl－， Cu2+、Cl－为自由移动的离子；
次氯酸钠 ，而影响氢氧化钠的产量。
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
Cl2
H2 －
H+ Na+
NaOH溶液
阴极 碳钢网
Cl—
OH—
阴
阳
极
极
室
室 精制饱和
离子交换膜
NaCl溶液
H2O（含少量NaOH）
第二个问题：精制食盐水
提示：
1、用什么方法除去泥沙？ 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42— 3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗？
负极：氧化反应，金属 失电子 正极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电解池
阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连
阳极：氧化反应，溶液 中的阴离子失电子或电 极金属失电子 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子
电子
导线
负极
正极
流向
电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极
试一试
练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电 极反应及电解总反应式。
实验装置
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：
电解
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
实验装置
第一个问题:
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,
调节PH 除 CO32- 、OH-
Na+、 Cl-
2、电镀
⑴、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层
其它金属或合金的方法。
－+
⑵、电镀池形成条件
镀件
镀层金属
①、镀件作阴极
②、镀层金属作阳极
③、含镀层金属阳离子
的盐溶液作电解液
⑶、电镀的特点
含镀层金属离子的盐溶液
电镀液的组成及酸碱性保持不变
例如：铁器表面镀铜
阴极
阳极
C u 2+
Cl-
ClCl- Cl-
C u 2+
Cu2+ C l -
Cl-
Ⅱ通电后
③电解池中离子和电子的移动方向
－e- ＋
－
阴极
＋
阳极
Cu
e-
oooo
oooo oooo oooo
Cl2
oooo
oooooooooooo ooooooooooo
Cu2+
Cl Cl
电解氯化铜溶液实验装置
两个电极、电解质溶液、形成闭合回路、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶
自发发生氧化还原反应
液或熔融态）、闭合回路、直流电源
由电极本身决定
由外电源决定
负极：流出电子 正极：流入电子 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极
（外电路）负极 → 正极
电源负极→阴极、阳极→电源正极
阴离子→负极、阳离子→正极
阴离子→阳极、阳离子→阴极
粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)
纯铜
粗铜 阳极： Zn
Zn- 2e-=Zn2+
Fe Fe -2e-= Fe2+
Ni Ni -2e-= Ni2+
Cu Cu-2e-= Cu2+
CuSO4溶液
Ag 阳极泥
Au
阴极:
Cu2+ + 2e- = Cu
问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
制取金属钠
电解熔融状态的氯化钠。
通直流电后，
阳极： 2Cl - －2e- = Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- = 2Na
（通入一定量的HCl气体）
⑶、放O2生酸型
电解不活泼金属的含氧酸盐，
如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。
例如：电解CuSO4溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu
判断阳极产物 及阴极产物？
总反应： 2CuSO4 +2H2O电＝解 2Cu+O2↑ +2H2SO4
⑴、电解水型 电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，
如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液 例如：电解硫酸钠溶液
阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑ 总反应：2H2O 电＝解O2↑ +2H2↑