4.3电解池

电解氯化铜溶液的微观反应过程
e e
Cl— Cl— Cu2+ Cl— Cl— Cl—
Cl— Cu2+ Cl— Cl—
Cl Cl Cu Cl Cu Cl
Cl2
Cu2+
Cu2+
Cl2
Cu2+、Cl— 无规则运动
Cu2+、Cl— 定向运动
Cu2+、Cl— 发生电子得失
阴阳两极上 生成Cu、 生成 、Cl2
原电池、电解池、电镀池的比较(续) 原电池、电解池、电镀池的比较(
装置 电镀池
名称同电解池，但有限制 名称同电解池，
电解池
阳极： 电极 阳极：与电源正极相连 阳极： 阳极：必须是镀层金属 阴极： 名称 阴极：与电源负极相连 阴极： 阴极：镀件 阳极：氧化反应， 阳极：氧化反应，溶液 阳极：氧化反应， 阳极：氧化反应，金属 中的阴离子失电子或电 电极 电极失电子 极金属失电子 反应 阴极：还原反应，溶液 阴极：还原反应， 阴极：还原反应， 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子 中的阳离子得电子 电子 同电解池 流向 电源负极→ 电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极 电解池阳极→
电解
电解饱和食盐水实验
石墨
石墨
以惰性材料作电极， 以惰性材料作电极，电 解滴有几滴酚酞的饱和食盐 水，并以湿润的淀粉KI试纸 并以湿润的淀粉KI试纸 KI 检验阳极产物， 检验阳极产物，推测有何实 验现象。 验现象。
饱和NaCl溶液 饱和NaCl溶液 NaCl
电解饱和食盐水实验
观察到的现象： 观察到的现象：
在电解过程中是如何形成闭合回路的？ 在电解过程中是如何形成闭合回路的？
+ -
电源负极 ↓ 电解池阴极 ↓ 溶液中的阳离子在阴极获得电子 同时溶液中的阴离子向阳极移动 ↓ 在阳极表面失去电子 ↓ 电子沿阳极回到电源正极
阳
阴
Cl Cl Cu Cl Cu Cl
电离与电解的比较
电 离 电 解 电解质溶于水或受热融 电解质电离后再通直流电 条件 化状态 阴阳离子定向移动， 电解质电离成为自由移 阴阳离子定向移动，在两 动的离子 极上得失电子成为原子或 过程 CuCl =Cu2++2Cl- 分子 2 电解 CuCl2==Cu+Cl2↑ 发生氧化还原反应生成了 特点 只产生自由移动的离子 新物质 联系 电解必须建立在电离的基础上
问题思考： 问题思考：
【1】电解池的两极是怎样确定的？ 】电解池的两极是怎样确定的？ 【2】在电解过程中是如何形成闭合回路的？ 】在电解过程中是如何形成闭合回路的？ 【3】电解质溶液的导电与电离有什么关系？ 】电解质溶液的导电与电离有什么关系？ 【4】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？ 】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？ 【5】电解池与原电池有哪些异同呢？ 】电解池与原电池有哪些异同呢？ 【6】电解氯化铜溶液时，溶液中 2＋和Cl－放电基本完毕 】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu ＋ 溶液的导电是否也就停止了呢？ 后，溶液的导电是否也就停止了呢？ 【7】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠， 】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠， 其结果又如何呢？ 其结果又如何呢？ 【8】电极若不是石墨 ， 而是锌 、 铜等金属 ， 结果又如何呢 ？ 】 电极若不是石墨，而是锌、铜等金属， 结果又如何呢？ 溶液得不到金属Na， 【9】电解 】电解NaCl溶液得不到金属 ，那么如何才能得到金属 溶液得不到金属 Na？ ？
电解时电极产物的判断 1. 阴离子放电的顺序： 阴离子放电的顺序：
非惰性电极＞ 非惰性电极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞ 非还原性含氧酸根离子＞ 非还原性含氧酸根离子＞F2. 阳离子的放电顺序： 阳离子的放电顺序：
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞金属活动 顺序表中位置在H 顺序表中位置在H前面的金属阳离子
二、电解原理的应用——4.电冶金 ——4.电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段， 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解 法是冶炼金属的一种重要的方法。 法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像 Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎 这样活泼的金属， 、 、 、 这样活泼的金属 是唯一可行的工业方法。 是唯一可行的工业方法。 1、 1、钠的冶炼 ——电解熔融的 电解熔融的NaCl 电解熔融的 阳极： 阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑ 阴极：2Na++2e-=2Na 阴极： 总反应： 总反应： 2NaCl(熔融 熔融)=2Na+Cl2↑ 熔融
练习
1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书 、 惰性电极， 写(惰性电极，溶液 ： 惰性电极 溶液)： H2SO4 HCl NaOH K2SO4 CuCl2 CuSO4 NaCl KMnO4 2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合 、用石墨作电极电解 的混合 溶液时，阴极析出的物质是_____；阳极产 溶液时，阴极析出的物质是 ； 物是_____。 物是 。 3、两极都用银片作电极电解 溶液时， 、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时， 阳极的产物是____；阴极的产物是 阳极的产物是 ；阴极的产物是____。 。
H+ OH- SO42H2SO4 H+ OH- ClHCl Na+ H+ OHNaOH Na+ Cl- H+ OHNaCl K2SO4 K+ SO42- H+ OHCuCl2 Cu2+ Cl- H+ OHCuSO4 Cu2+ SO42- H+ OH-
第二课时
——1.氯碱工业 二、电解原理的应用——1.氯碱工业 电解饱和食盐水反应原理 阳极（石墨）： 阳极（石墨）： 2Cl—－2e—=Cl2↑ 氧化反应】 【氧化反应】 阴极（石墨）： 阴极（石墨）： 2H++2e—=H2↑ 还原反应】 【还原反应】 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2 ↑
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>金属活动顺序表 中位置在H 中位置在H前面的金属阳离子
用惰性电极电解下列物质的溶液， 用惰性电极电解下列物质的溶液， 填表并写出电极反应
电解质 溶液中离子 阴极 产物 H2 H2 H2 H2 H2 Cu Cu 阳极 产物 O2 Cl2 O2 Cl2 O2 Cl2 O2 电解过 程溶液 PH值 值 减小 增大 增大 增大 不变 增大 减小
导线 电子 负极 流向
正极
电源负极→ 电源负极→电解池阴极 电解池阳极→电源正极 电解池阳极→
电极“放电”顺序 电极“放电”
惰性电极——石墨(C)、金(Au)、铂(Pt) 石墨(C) (C)、 (Au)、 惰性电极
1. 阴离子放电的顺序： 阴离子放电的顺序：
S2->I->Br->Cl->OH->非还原性含氧酸根 离子>F 离子>F2. 阳离子的放电顺序： 阳离子的放电顺序：
实验后的思考: 实验后的思考:
(1)通电前， (1)通电前，氯化铜溶液里 通电前 主要存在哪些离子？ 主要存在哪些离子？这些离子 的运动情况怎样？ 的运动情况怎样？ (2)通电后，这些离子的运 (2)通电后， 通电后 动情况有什么改变？ 动情况有什么改变？ (3)当离子定向运动到电极 (3)当离子定向运动到电极 表面上时，发生了什么变化？ 表面上时，发生了什么变化？
练习
4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。 试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。
石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁
CuSO4溶液 (A)
CuSO4溶液 (B)
CuSO4溶液 (C)
练习
5、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极 、如图所示装置，指出 、 池的名称 池的名称、 名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。 值的变化情况。 名称、电极反应式、二池 值的变化情况
——3.电解精炼铜 二、电解原理的应用——3.电解精炼铜
电解精炼铜原理： 电解精炼铜原理：
①粗铜的溶解与纯铜的生成： 粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+ 阳极（粗铜）： ）： 阴极（纯铜）： 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu ②比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出； 只溶解， 比铜活泼的金属： 、 、 只溶解 不析出； 不溶解， ③比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉 比铜不活泼的金属： 、 不溶解 积形成阳极泥； 积形成阳极泥； 的浓度基本不变。 ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。 电解质溶液中
利用电解的原理在金属表面镀上一 层其它金属或合金的过程。 层其它金属或合金的过程。
（1）阳极：镀层金属。 阳极：镀层金属。 阴极： 阴极：待镀的金属制品 电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。 电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。 电镀过程中电镀液的浓度保持不变］ ［电镀过程中电镀液的浓度保持不变］ （2）实质：阳极参加反应的电解 实质： （3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑. 阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑.
复习提问
写出右图原电池的电极反应、电池总反应。 写出右图原电池的电极反应、电池总反应。 Zn 负极： 负极：Zn – 2e- = Zn2+ 正极： 正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu 电池总反应： 电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu 原电池是把化学能转变成电能的装置。 原电池是把化学能转变成电能的装置。
原电池、电解池、电镀池的比较 原电池、电解池、
装置 装置 实例
应用电解原理在某些金属表 将电能 面镀上一层其他金属的装置 转变成化学能的装置
电镀池
电解池
定义
①镀层金属接电源正极, ①两电极接直流电源 镀层金属接电源正极 形成 待镀金属接电源负极 ②电解质溶液 条件 ②电镀液必须含有镀层 ③形成闭合回路 金属的离子
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一、电解原理
电解：电流通过电解质溶液（ 电解：电流通过电解质溶液（或熔化的
电解质）而在阴、 电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反 应的过程。 应的过程。
电解池： 电解池：把电能转化为化学能的装置叫
阳极：接电源正极 阳极： 电解池构成条件：阴极： 电解池构成条件：阴极：接电源负极 1.直流电源 直流电源 2.两个电极 常用惰性电极：Pt、Au或石墨 两个电极(常用惰性电极 或石墨) 两个电极 常用惰性电极： 、 或石墨 3.电解质溶液或熔融态电解质 电解质溶液或熔融态电解质 4.闭合回路 闭合回路 做电解池(电解槽)。 做电解池(电解槽)
2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2 ↑
以氯碱工业为基础的化工生产
电解饱和食盐水
湿氢气
湿氯气
液碱
H2
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成 氯化物合成 农药
有机合成、 有机合成、造纸 玻璃、 玻璃、肥皂 纺织、 纺织、印染
——2.电镀 二、电解原理的应用——2.电镀
C
G
Cu
CuCl2溶液
C
问题：如果把两根石墨棒作电极插入 问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源， 溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？ 电池装置吗？ CuCl2溶液
第四章 电化学基础
第3节 电解池
观察实验: 观察实验:
(1)将两根碳棒分别浸入盛有 将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液 溶液U 将两根碳棒分别浸入盛有 型管，浸一会儿取出； 型管，浸一会儿取出； 碳棒表面无明显变化 (2)用导线连接两根碳棒后再浸入 用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶 用导线连接两根碳棒后再浸入 液一段时间； 液一段时间； 碳棒表面仍无明显变化 (3)浸入 浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流 浸入 电源的正极和负极相连接，过一段时间。 电源的正极和负极相连接，过一段时间。 与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红 色物质 与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡
石墨 石墨
放出有刺激性气味的气体， 放出有刺激性气味的气体， 阳极： 阳极： 湿润的KI KI淀粉试纸变蓝 湿润的KI淀粉试纸变蓝 2Cl—－2e—=Cl2↑ 阴极： 阴极： 放出无色、无味气体， 放出无色、无味气体，附 近溶液变红
饱和NaCl溶液 饱和NaCl溶液 NaCl
2H++2e—=H2↑
电解
电解池与原电池有哪些异同
装置 装置 实例
将化学能 定义 转变成电能的装置 将电能 转变成化学能的装置
原电池
电解池
①活泼性不同的两电极 ①两电极接直流电源 形成 ②电解质溶液 ②电解质溶液 条件 ③形成闭合回路 ③形成闭合回路
电解池与原电池有哪些异同( 电解池与原电池有哪些异同(续)
装置 原电池 电解池 负极： 负极：较活泼金属 阳极： 电极 阳极：与电源正极相连 正极： 正极：较不活泼金属 阴极： 名称 阴极：与电源负极相连 或能导电的非金属） （或能导电的非金属） 阳极：氧化反应， 阳极：氧化反应，溶液 负极：氧化反应， 负极：氧化反应，金属 中的阴离子失电子或电 电极 失电子 极金属失电子 反应 正极：还原反应，溶液 正极：还原反应， 阴极：还原反应， 阴极：还原反应，溶液 中的阳离子得电子 中的阳离子得电子
练习
6、将两支惰性电极插入500 ml 、将两支惰性电极插入 AgNO3溶液中，通电一会，电解液 溶液中，通电一会， 值由6.0变为 变为3.0(设电解时没 的pH值由 值由 变为 设电解时没 有氢气放出且电解液体积不变)，则 有氢气放出且电解液体积不变 ， 电极上析出银的质量为多少克? 电极上析出银的质量为多少克