第三节 电解池
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2+
还原反应
+2Cl
–
通电
Cu + Cl2↑
尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。 电源、电极、电极反应关系 与电源正极相连 阴离子移向 阳离子移向 阳极 阴极 发生氧化反应 发生还原反应
与电源负极相连
在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子，为何发生氧
化还原反应的是Cu2+ 、Cl- ？
CuCl2
减小
Cu+Cl2↑
阳极
阴极 H2
Na2SO4溶液
O2
实例
电极反应 阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑
浓度
pH
Na2SO4
阴极: 4H++ 4e- ==== 2H2↑
变大
2H2O
电解
2H2↑ + O2↑
不 变
阳极
阴极
氯 气
实例
NaCl溶液
氢 气
浓度 pH
电极反应
阳极: 2Cl- -2e- ==== Cl2↑
第三节
电解池
电解法在元素发展史上的作用
如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液，电极均为石 墨棒，请猜想并画出电解装置的草图。利用这个装置， 可能获得什么单质？这些单质分别在哪一个电极上生 成？
看视频，看阴阳两极有何变化？
［看完视频，回答下列问题］ 实验现象： 阳极-与电源正极相连的碳棒有气泡 产生，且有刺激性气味， 能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝. Cl2 阴极--- 与电源负极相连的碳棒上有红色 的固体析出. Cu
阳极产物 Cl2 和阴极产物 NaOH（H2）如何检验？ 阳极： 使湿润的KI淀粉试纸变蓝 阴极： 滴入酚酞，溶液变红
完成下列的问题 2.写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总反
应式 阳极 4OH--4e-====2H2O+O2↑ 阴极 2Cu2++4e-====2Cu
电解
总反应 2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑
CuCl2溶液在电流的作用下为什么会生成 Cu和Cl2呢？ 问题1：通电前，氯化铜溶液中含有哪些微粒? Cu2+ , Cl- , H+ ,OH问题2：在通电时这些微粒各向什么极移动？ Cu2+ 和H+向阴极，OH- 和Cl- 向阳极 思考3：通电后在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？
电解氯化铜溶液
电解原理
1.电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2.电解池：将电能转化为化学能的装置。
构成电解池的条件：
1.直流电源、两个电极； 2.电解质溶液或熔融的电解质； 3.闭合回路。
碳 碳
阴极
阳极
电极名称及电极反应
1.阳极：
（1）与电源正极相连；
（2）阴离子移向该极，失电子，发生氧化反应。 2.阴极： （1）与电源负极相连，电子流入； （2）阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。 电极反应式： 阳极： 2Cl––2e– ==== Cl2↑ 氧化反应 阴极： Cu2+ + 2e– ==== Cu 总反应：Cu
离子放电顺序（惰性电极） 阳离子：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞ Mg2+ ＞ Na+ ＞ K+ 阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl- ＞OH-＞含氧酸根
1.阳离子的放电顺序与金属活动性顺序相反(Fe3+大于 Cu2+)，阴离子的放电顺序与常见的几种非金属单质的活 泼性相反。 2.当Fe3+和Cu2+共同在溶液中时，先Fe3++e- ====Fe2+，然 后Cu2+放电。
电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属 的方法） 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠
阳极：2Cl- -2e- ==== Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- ==== 2Na 总反应： 2NaCl(熔融)
通电
2Na + Cl2↑
电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
1.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提 纯，下列叙述正确的是( A.电解时以精铜作阳极 D )
3.金属电极做阳极，金属本身被氧化（金、铂除外），溶液
中的阴离子不放电。 4.无论活性电极还是惰性电极做阴极，阴极均不参加反应。
电解原理应用
用惰性电极电解食盐水，两极的产物是什么？
提示：分析电解反应的一般思路
明确溶液中存在哪些离子
先电离
判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及 离子放电顺序 后电解
根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物
B.电解时阳极发生还原反应
C.精铜连接电源负极，其电极反应是Cu +2e- ==== Cu2+ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳 极泥
2.在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计正确的是
（
A.铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子 B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子 C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D.铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子
A ）
3.如图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述 正确的是（ B ）
A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-====2H2O+O2↑ C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电 极均参加了反应
D.通电后，甲池的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变
Ⅲ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 Ⅱ与Ⅳ区：电解水型
Ⅳ
如CuCl2
如NaCl 如CuSO4、AgNO3 如Na2SO4、 H2SO4 、NaOH
电解原理的应用
电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法） 阳极：镀层金属 阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金 铜片 属的电解质 阳极： Cu–2e– ==== Cu2+ 阴极： Cu2+ +2e– ==== Cu
3.写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式
阳极( Cu )： Cu - 2e– ==== Cu2+ 阴极( Cu )： Cu2+ + 2e– ==== Cu
电解规律
阳极
阴极
氯 气
铜
CuCl2Leabharlann 液实例电极反应 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极：Cu2++2e-=Cu CuCl2
电解
浓度
pH 减 小
电极方程式的书写 1.电解饱和NaCl溶液 两极材料：碳棒或其他惰性电极
NaCl ==== Na++ Cl-
H2O==== H+ + OH-
阳极： 2Cl– – 2e– ==== Cl2↑ 阴极： 2H+ + 2e– ==== H2↑
总反应： 2NaCl + 2H2O
====
通电
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
待镀件
硫酸铜溶液
电镀铜原理
电镀应用于 铜的精炼
粗铜板 硫酸铜溶液 纯铜板
电极反应式 阴极（纯铜）:
电解精炼铜原理 Cu2+ + 2e- ==== Cu (还原反应) (氧化反应)
阳极（粗铜）: Cu - 2e- ==== Cu2+
杂质：Zn - 2e- ==== Zn2+ Ni-2e- ==== Ni2+ 阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽 底,形成阳极泥
NaCl
阴极: 2H++ 2e- ==== H2 ↑
2NaCl+2H2O
电解
减小
2NaOH+H2↑+Cl2↑
增 大
电解质溶液电解规律（惰性电极）
Ⅰ
阳极
Ⅱ
S2- >I- >Br- >Cl- > OH->含氧酸根离子>F-
阴极: Ag+ >Fe3+ >Cu2+ >H+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+
还原反应
+2Cl
–
通电
Cu + Cl2↑
尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。 电源、电极、电极反应关系 与电源正极相连 阴离子移向 阳离子移向 阳极 阴极 发生氧化反应 发生还原反应
与电源负极相连
在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子，为何发生氧
化还原反应的是Cu2+ 、Cl- ？
CuCl2
减小
Cu+Cl2↑
阳极
阴极 H2
Na2SO4溶液
O2
实例
电极反应 阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑
浓度
pH
Na2SO4
阴极: 4H++ 4e- ==== 2H2↑
变大
2H2O
电解
2H2↑ + O2↑
不 变
阳极
阴极
氯 气
实例
NaCl溶液
氢 气
浓度 pH
电极反应
阳极: 2Cl- -2e- ==== Cl2↑
第三节
电解池
电解法在元素发展史上的作用
如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液，电极均为石 墨棒，请猜想并画出电解装置的草图。利用这个装置， 可能获得什么单质？这些单质分别在哪一个电极上生 成？
看视频，看阴阳两极有何变化？
［看完视频，回答下列问题］ 实验现象： 阳极-与电源正极相连的碳棒有气泡 产生，且有刺激性气味， 能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝. Cl2 阴极--- 与电源负极相连的碳棒上有红色 的固体析出. Cu
阳极产物 Cl2 和阴极产物 NaOH（H2）如何检验？ 阳极： 使湿润的KI淀粉试纸变蓝 阴极： 滴入酚酞，溶液变红
完成下列的问题 2.写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总反
应式 阳极 4OH--4e-====2H2O+O2↑ 阴极 2Cu2++4e-====2Cu
电解
总反应 2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑
CuCl2溶液在电流的作用下为什么会生成 Cu和Cl2呢？ 问题1：通电前，氯化铜溶液中含有哪些微粒? Cu2+ , Cl- , H+ ,OH问题2：在通电时这些微粒各向什么极移动？ Cu2+ 和H+向阴极，OH- 和Cl- 向阳极 思考3：通电后在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？
电解氯化铜溶液
电解原理
1.电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
2.电解池：将电能转化为化学能的装置。
构成电解池的条件：
1.直流电源、两个电极； 2.电解质溶液或熔融的电解质； 3.闭合回路。
碳 碳
阴极
阳极
电极名称及电极反应
1.阳极：
（1）与电源正极相连；
（2）阴离子移向该极，失电子，发生氧化反应。 2.阴极： （1）与电源负极相连，电子流入； （2）阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。 电极反应式： 阳极： 2Cl––2e– ==== Cl2↑ 氧化反应 阴极： Cu2+ + 2e– ==== Cu 总反应：Cu
离子放电顺序（惰性电极） 阳离子：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞ Mg2+ ＞ Na+ ＞ K+ 阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl- ＞OH-＞含氧酸根
1.阳离子的放电顺序与金属活动性顺序相反(Fe3+大于 Cu2+)，阴离子的放电顺序与常见的几种非金属单质的活 泼性相反。 2.当Fe3+和Cu2+共同在溶液中时，先Fe3++e- ====Fe2+，然 后Cu2+放电。
电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属 的方法） 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠
阳极：2Cl- -2e- ==== Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- ==== 2Na 总反应： 2NaCl(熔融)
通电
2Na + Cl2↑
电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
1.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提 纯，下列叙述正确的是( A.电解时以精铜作阳极 D )
3.金属电极做阳极，金属本身被氧化（金、铂除外），溶液
中的阴离子不放电。 4.无论活性电极还是惰性电极做阴极，阴极均不参加反应。
电解原理应用
用惰性电极电解食盐水，两极的产物是什么？
提示：分析电解反应的一般思路
明确溶液中存在哪些离子
先电离
判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及 离子放电顺序 后电解
根据阳极氧化、阴极还原分析得出产物
B.电解时阳极发生还原反应
C.精铜连接电源负极，其电极反应是Cu +2e- ==== Cu2+ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳 极泥
2.在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计正确的是
（
A.铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子 B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子 C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D.铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子
A ）
3.如图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述 正确的是（ B ）
A.P是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-====2H2O+O2↑ C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电 极均参加了反应
D.通电后，甲池的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变
Ⅲ
Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 Ⅱ与Ⅳ区：电解水型
Ⅳ
如CuCl2
如NaCl 如CuSO4、AgNO3 如Na2SO4、 H2SO4 、NaOH
电解原理的应用
电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法） 阳极：镀层金属 阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金 铜片 属的电解质 阳极： Cu–2e– ==== Cu2+ 阴极： Cu2+ +2e– ==== Cu
3.写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式
阳极( Cu )： Cu - 2e– ==== Cu2+ 阴极( Cu )： Cu2+ + 2e– ==== Cu
电解规律
阳极
阴极
氯 气
铜
CuCl2Leabharlann 液实例电极反应 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极：Cu2++2e-=Cu CuCl2
电解
浓度
pH 减 小
电极方程式的书写 1.电解饱和NaCl溶液 两极材料：碳棒或其他惰性电极
NaCl ==== Na++ Cl-
H2O==== H+ + OH-
阳极： 2Cl– – 2e– ==== Cl2↑ 阴极： 2H+ + 2e– ==== H2↑
总反应： 2NaCl + 2H2O
====
通电
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
待镀件
硫酸铜溶液
电镀铜原理
电镀应用于 铜的精炼
粗铜板 硫酸铜溶液 纯铜板
电极反应式 阴极（纯铜）:
电解精炼铜原理 Cu2+ + 2e- ==== Cu (还原反应) (氧化反应)
阳极（粗铜）: Cu - 2e- ==== Cu2+
杂质：Zn - 2e- ==== Zn2+ Ni-2e- ==== Ni2+ 阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽 底,形成阳极泥
NaCl
阴极: 2H++ 2e- ==== H2 ↑
2NaCl+2H2O
电解
减小
2NaOH+H2↑+Cl2↑
增 大
电解质溶液电解规律（惰性电极）
Ⅰ
阳极
Ⅱ
S2- >I- >Br- >Cl- > OH->含氧酸根离子>F-
阴极: Ag+ >Fe3+ >Cu2+ >H+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+