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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电化学基础,第二节：电解池,思考回忆,1、,电解质,是指在_能够导电的化合物。,2、,电离,是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。,3、,原电池,是_ 的装置 。,4、,构成原电池的条件,是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,把化学能转化为电能,两个电极、 电解质溶液、,形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,探究实验,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，浸入盛有CuCl,2,溶液的烧杯中 ，再接通,12V,直流电,观察现象。,约35min后切断电源。,C,C,CuCl,2,溶液,电极1,电极2,实践探究,1、向氯化铜溶液中通入直流电,A：理论先行,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?,思考2：猜想在通电时在两极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？,阳离子：,Cu,2+,H,+,阴离子：,Cl,-,OH,-,Cl,-,Cl,2, OH,-,O,2,H,2,O H,+,+ OH,-,CuCl,2, Cu,2+,+2Cl,-,电极区1：,Cu,2+,Cu H,+,H,2,电极区2：,实验结果交流,实验记录,实验现象,产物验证,产物确定,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,不能使带火星木条复燃,使淀粉碘化钾试纸变蓝,氧气？,氢气？,电极2,电极1,离子移动,通电前：CuCl,2,= Cu,2+,+ 2Cl,，,Cu,2+,、Cl,为自由移动的离子；,通电后：Cu,2+,移向阴极，,Cl,移向阳极；,电极反应：,2Cl,2e,= Cl,2,（氧化反应）,Cu,2+, 2e,= Cu（还原反应）,总反应式：CuCl,2,Cu + Cl,2,电解,通电前, ,阴极,阳极,通电后,实验微观解释,电解原理：,阳极：,阴极：,Cu,2+,oooooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl,2,ooooooooooooooooooooooo,电解氯化铜溶液实验装置,e,-,e,-,单击电子流动,电解池中离子和电子的移动方向,1.电解：,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。,3.构成电解池的条件：,是电能转变为化学能的装置,！,直流电源；,与电源,负极,相连的电极为,阴极,与电源,正极,相连的电极为,阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,C,C,一、电解池,4、电解本质：,阳极,（和原电池正极相连）,：,发生氧化反应,阴极,（和原电池负极相连）,：,发生还原反应,一个概念：,阴离子失去电子而阳离子得到电子,的过程叫,放电,。,思考：,离子在阴、阳两极放电有顺序吗?,1、放电规律：,阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,金属,S,2,I,Br,Cl,OH,(水),含氧酸根F,阳极：还原性强的离子先失电子,Ag,+,Hg,2+, Fe,3+,Cu,2+,Zn,2+,H,+,(水)Pb,2+,Fe,2+,Na,+,Ca,2+, K,+,电解,规律,掌握,电解规律2：,电极材料的分类：,（1）,惰性电极 C Pt Au,（2）,活性电极 除Pt Au之外的其他金属材料,如果活性电极做阳极，则优先于电解质溶液中的阴离子而放电！,结一结：,电极反应：,阳氧化、阴还原,离子流向：,异性相吸,电子流向：,电子从,负极,流向,阴极,，经溶液离子,导电，再从,阳极,流回,正极,思考?,用石墨电极电解硫酸钠溶液会有怎样的结果：,H,2,O,H,+,+ OH,Na,2,SO,4, 2,Na,+,+ SO,4,2,离子放电的顺序,阳离子,阴离子,H,+,Na,+,OH,SO,4,2,4OH,4e,2H,2,O +O,2,4H,+,+4e,2H,2,总反应：2H,2,O O,2, +2H,2,电解,阳极 ：,阴极：,1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。,2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）,3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（,弱电解质的须保持分子形式,）,写电极反应【,方法小结,】,例以,石墨碳棒,为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。,(1)NaCl溶液:,(2)CuSO,4,溶液:,想一想、做做看,阳极：4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,(4H,2,O 4H,+,+4OH,-,),阴极：2Cu,2+,+4e,-,2Cu,电解,总反应式：2Cu,2+,+2H,2,OCu+O,2,+4H,+,阳极：2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：2H,+,+2e,-,=H,2,(2H,2,O 2H,+,+2OH,-,),总反应方程式：,2Cl,-,+2H,2,O=Cl,2,+H,2,+2OH,-,电解,1、溶液中哪些微粒？,2、阳极区有哪些离子？,阴极区又有哪些离子？,3、哪个离子先放电？,想一想，H,+,应该在哪一极生成？,OH,-,在哪一极？,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源,电解质溶液,形成闭合回路,活泼性不同的两电极,电解质溶液,形成闭合回路,形成条件,将电能,转变成化学能的装置,将化学能,转变成电能的装置,定义,装置,实例,电解池,原电池,装置,电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子,流向,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,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,电极,反应,阳极：,与电源正极相连,阴极：,与电源负极相连,负极：,较活泼金属,正极：,较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极,名称,电解池,原电池,装置,负极 正极,导线,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。,AgNO,3,溶液,小试牛刀!,阳极：4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,(4H,2,O=4H,+,+4OH,-,）,阴极：4Ag,+,+4e,-,=4Ag,总反应式：4Ag,+,+2H,2,O=4Ag +O,2,+4H,+,通电,（,1）,在NaCl溶液中,NaCl电离出,，H,2,O电离出,。,通电后，在电场的作用下，,向阴极移动，,向阳极移动。,在阳极，由于,容易失去电子，被氧化生成,。,阳极方程式：,;,（2）在阴极，由于,容易得到电子被还原生成,使H,2,O 电离向右移动，因此阴极,浓度增大，PH,。,阴极方程式：,。,2Cl,-,- 2e,-,= Cl,2,Na,+,、Cl,-,H,+,、OH,-,Cl,-,、OH,-,Cl,-,Cl,2,H,+,H,2,OH,-,增大,Na,+,、H,+,2H,+,+ 2e,-,= H,2,四、电解原理的应用,1、氯碱工业,电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。,总化学方程式：,;,总离子方程式,:,.,(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：,_,，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试纸变蓝色.,2、铜的电解精炼,、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,+,纯铜,粗铜,CuSO,4,溶液,、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯,铜为阴极， 以CuSO,4,溶液,为电解液进行电解,阳极： Zn 2e,Zn,2+,Fe2e,Fe,2+,Ni 2e,Ni,2+,Cu2e,Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,Cu,3、电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层,其它金属或合金的过程。,、电镀池形成条件,+,镀件,镀层金属,含镀层金属离子的盐溶液,、镀件作阴极,、镀层金属作阳极,、含镀层金属阳离子,的盐溶液作电解液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,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,-,= Cl,2,阴极：,2Na,+,+ 2e,-,= 2Na,总反应：,2NaCl(,熔融),2Na + Cl,2,结论：,电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是,最强有力的氧化还原,的手段。,三、电解规律(用惰性电极电解时),、电解,含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐,溶液,时，如电解H,2,SO,4,、HNO,3、,NaOH、Na,2,SO,4,等,溶液时其电极反应式为：,阳极 ： 4OH,4e,2H,2,O +O,2,阴极： 4H,+,+4e,2H,2,总反应：2H,2,O O,2, +2H,2,电解,电解后溶液中溶质的质量分数,，若要恢复,原来的浓度，只需加入一定量的,即可。,实质：电解水,解析,例如：电解硫酸钠溶液,增大,水,、电解,无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的,无氧酸盐溶液,，如电解盐酸、CuCl,2,溶液等,电解后溶液中溶质的质量分数,，若要恢复,原来的组成和浓度，需加入一定量的,(通入一,定量的HCl气体),阳极： 2Cl, 2e,Cl,2,阴极： 2H,+,+2e, H,2,总反应：2HCl Cl,2, + H,2,电解,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,、电解,不活泼金属的含氧酸盐,时，电解质和水都,有一部分被电解，如电解CuSO,4,溶液、AgNO,3,溶液,等。,阳极 ： 4OH,4e,2H,2,O +O,2,阴极： 2Cu,2+,+4e,2Cu,总反应： 2CuSO,4,+2H,2,O 2Cu+O,2, +2H,2,SO,4,电解,电解后原溶液中溶质的质量分数,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,。,电解CuSO,4,溶液,、电解,活泼金属的含氧酸盐溶液,时，电解质和水,都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。,电解后原溶液中溶质的质量分数,减小,，若要恢,复原来的组成和浓度，需通入一定量的,HCl,。,阳极 (C)： 2Cl, 2e,Cl,2,阴极 (C)： 2H,+,+2e, H,2,总反应：2NaCl+2H,2,O2NaOH+ Cl,2, + H,2,电解,原电池、电解池、电镀池判定规律,若无外接电源， 可能是原电池，然后依据原,电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”,先看电极：两极为导体且活泼性不同,再看溶液：两极插入电解质溶液中,后看回路：形成闭合回路或两极接触,若有外接电源，两极插入电解质溶液中，,则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质,溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情,况为电解池。,讨论：,比较电解池和原电池的异同,装置,原电池,电解池,实例,原理,形成条件,电极名称,电子流向,电流方向,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,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、,自发发生氧化还原反应,电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）,由电极本身决定,正极,：流入电子,负极,：流出电子,由外电源决定,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,（外电路）正极负极,电源正极阳极阴极电源负极,负极：Zn - 2e,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极：2H,+,+ 2e,-,=H,2,（还原原应）,阳极：,2 CI,-,- 2e,-,= CI,2,(氧化反应),阴极:,Cu,2+,+ 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,铜锌原电池,电解氯化铜,练习,1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,2、下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）,A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡,B把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁,C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快,D与电源负极相连的是电解槽的阴极,B,例：在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电,极，通电电解(不考虑水分蒸发)，则：,若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶,质浓度将怎样变化 。,若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是,如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电,当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重 g，,阴极上的电极反应式是 。,不变,Zn 2e,Zn,2+,Cu,2+,+2e,Cu,再见,
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