电解原理及应用

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,电解原理及应用,一、电解原理,1,、电解,:,使,电流,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。,电离,:,电解质在,水溶液或熔融状态,下离解成自由移动离子的过程。,阴极,:,与电源负极相连的电极叫阴极，发生还原反应。,阳极,:,与电源正极相连的电极叫阴极，发生氧化反应。,电解质溶于水或熔融状态下,电解质电离后，再通电,电解质电离成自由移动,的离子，如：,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,-,阴阳离子定向移动，在两,极失得,e,-,成为原子、分子，,如：,CuCl,2,=Cu,+Cl,2,电解,只产生自由移动的离子,氧化还原反应生成新物质,电解必须建立在电离基础上,2,、,电解池,:,把,电能,转变为,化学能,的装置叫做电解池或电解槽。,3,、构成电解池的,条件,（,1,）,直流,电源。,（,2,）两个电极。其中与电源的,正极,相连的电极叫做,阳极,，与电源的,负极,相连的电极叫做,阴极,。,（,3,）电解质,溶液,或,熔融态电解质,。,比较项目,电解池,原电池,能量转换,电能转化为化学能,化学能转化为电能,能否自发,反应不自发，可以是两个活性相同的电极,反应自发，两个活性不同的电极,两个电极,氧化反应失去电子,接电源正极，阳极,作为负极，对外电路送出电子,还原反应获得电子,接电源负极，阴极,作为正极，接受由外电路流回的电子,电池内离子的迁移方向,阴离子向正极（阳极）迁移阳离子向负极（阴极）迁移,阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移,无关离子不迁移,相同点,两个电极、导线、电解质溶液,4,、电解质导电的,实质,对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，,电子,从电源的,负极,沿导线流入电解池的,阴极,，电解质的,阳离子,移向,阴极,得电子发生,还原反应,；电解质的,阴离子,移向,阳极,失去电子（有的是组成,阳极的金属原子,失去电子）发生,氧化反应,，,电子,从电解池的,阳极流出,，并沿导线流回,电源的正极,。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的,导电过程,，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的,电解过程。,化学能,电能,电能,化学能,负极,正极,阳极,阴极,负极：氧化反应（失,e,-,）,正极：还原反应（得,e,-,）,阳极：氧化反应（失,e,-,）,阴极：还原反应（得,e,-,）,负极,正极,电源正极,阳极,电源负极,阴极,无,有,阴极上，阳离子的放电顺序为：,K,+,Ca,2+,Na,+,Mg,2+,Al,3+,Zn,2+,Fe,2+,H,+,Cu,2+,Fe,3+,Hg,2+,Ag,+,阳极上，阴离子的放电顺序为：,F,-,含氧酸根,OH,-,Cl,-,Br,-,I,-,(F,、,NO,3,、,SO,4,2-,等,),（,惰性电极,）,电解质溶液电解规律,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,F,-,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Fe,2+,Zn,2+,H,+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,与,区：电解电解质型,与,区：放氢生碱型,与,区：放氧生酸型,与,区：电解水型,电解质水溶液中离子的放电规律,阳极,:,含氧酸根,OH,-,Cl,-,I,-,S,2-,阴极,:,金属活动顺序的逆顺序,练习,2,写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总的电解方程式,（,1,）,Na,2,SO,4,HCl,（,2,）,NaOH,NaCl,（,3,）,H,2,SO,4,CuSO,4,（,4,）,AgNO,3,H,2,O,惰性电极电解水溶液的规律：,类型,电极反应特点,实例,电解对象,电解质浓度,pH,电解质溶液复原,电解水型,分解电解质型,放,H,2,生碱型,放,O,2,生酸型,阴：,4H,+,+4e=2H,2,阳：,4OH,-,-,4e=O,2,+2H,2,O,电解质的阴阳离子分别在两极放电,阴：水放,H,2,生碱,阳：电解质阴离子放电,阴：电解质阳离子放电,阳：水放,O,2,生酸,NaOH,H,2,SO,4,Na,2,SO,4,HCl,NaCl,CuSO,4,水,电解质本身,电解质,+,水,生成新电解质,生成新电解质,H,2,O,HCl,HCl,CuO,练习,1,用碳棒做电极电解,CuSO,4,水溶液,（,1,）画出电解装置，注明阴、阳两极。,（,2,）写出电极反应式及总的电化学方程式。,（,3,）若阴极上有,1.6g Cu,析出，则电子转移,_mol,，阳极产生气体体积（标况）为,_L,二、,电解原理的,应用,1,、铜的电解精炼,（,2,）电解法,精炼,铜的化学原理,阳极（粗铜）：,Cu,2e,Cu,2,阴极（纯铜）：,Cu,2,2e,Cu,结论：电解液,CuSO,4,的浓度基本,保持,不变,说明：,粗铜中往往含有,锌、铁、镍、银、金,等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如,Zn,、,Fe,、,Ni,等，也会同时失去电子，如：,Zn,2e,Zn,2,Ni,2e,Ni,2,但是它们的,阳离子比铜离子难以,还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当,阳极,上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成,阳极泥,（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）,2,、电镀,(1),定义,：电镀是,应用电解原理,在某些金属表 面,镀,上一薄层其他,金属或合金,的过程。,(2),目的,：电镀的目的主要是使,金属增强抗腐蚀,能力、,增加美观和表面硬度,。,(3),原理,：与电解精炼铜的原理是一致的,(4),条件：,镀件,金属作,阴极,；,镀层,金属作,阳极,；,含有,镀层,金属离子的电解质配成,电镀液,作业,：课后习题,