第三节电解池

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,*,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,第三节 电解池,实验4-2：P79,现象,：（1）,阴极,石墨棒上逐渐覆盖了一层,红色的铜,（2）,阳极,石墨棒上有使湿润的,碘化钾淀粉试纸变蓝,刺激性气味气体产生,H,+,OH,-,阴极,阳极,1、,电解的概念,：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。,一、电解原理,2、,电解池的概念,：把,电能,转变为,化学能,的装置，又称电解槽。,3、,构成,：,直流,电源、,两个,电极,、,电解质溶液,或,熔融态电解质,注意：,电解质先电离后电解；,导电过程就是电解过程。,2 Cl,-,-2e,-,=Cl,2,(氧化反应),Cu,2+,+2e,-,=Cu,(还原反应),总反应：,CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,阴极不参与电解反应；,活性阳极先于阴离子放电。,惰性电极：,石墨、金、铂,活性电极：石墨、金、铂,以外的金属,阳离子得电子，放电,e,-,e,-,阴离子失电子，放电,氧化性强的先得电子,还原性强的先失电子,SO,3,2-,阴极：氧化性强的阳离子先得电子,金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,阳极：还原性强的阴离子先失电子,Ag,+,Hg,2+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,（先于H,+,放电）,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,浓度大时先于,H,+,放电,H,+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,Ca,2+,K,+,水中H,+,先放电,金属,（除Pt、Au）,S,2,I,Br,Cl,OH,含氧酸,根,F,4、放电顺序：,金属阳极先放电，离子后放电,电解池,能量转换,离子的迁移方向,发生氧化反应的电极,发生还原反应的电极,电能转化为化学能,阳极（接电源正极）,阴极（接电源负极）,阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,原电池,化学能转化为电能,负极,正极,阴离子向负极迁移,阳离子向正极迁移,相同点,(从原理分析),都是氧化还原反应,整理与归纳：,电 解 原 理 并 不 难，,惰 性 材 料 做 极 板；,两 板 接 通 直 流 电，,阳 极 氧 化 阴 极 还。,练习,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,2,2H,+,+2e,-,=H,2,Na,+,、Cl,-,H,+,、OH,-,Cl,-,、OH,-,Cl,-,Cl,2,H,+,H,2,OH,-,增大,Na,+,、H,+,3.电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：,_,，怎样确定阳极上产生的气体是氯气？,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.,2NaCl+2H,2,O,=,2NaOH+H,2,+Cl,2,电解,1、如右图是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是,A、a为负极，b为正极,B、a为阳极，b为阴极,C、电解过程中，d电极质量增加,D、电解过程中，氯离子浓度不变,亲 身 体 验,C,2、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：,（1）,若X、Y都是惰性电极，,a是AgNO,3,溶液，则 电解池中X极上的电极反应为,。在X极附近观察到的现象是,。,Y电极上的电极反应式为,。,电,解,池反应方程式为,。,亲 身 体 验,（2）,若X是铜，Y是惰性电极，,a是AgNO,3,溶液，则 电解池中X极上的电极反应为,。,Y电极上的电极反应式为,。电,解,池反应方程式为,。,4OH,-,-4e,_,=2H,2,O+O,2,产生气体,4Ag,+,+4e,-,=4Ag,4AgNO,3,+2H,2,O=4Ag+4HNO,3,+O,2,电解,Cu-2e,-,=Cu,2+,2Ag,+,+2e,-,=2Ag,Cu+2AgNO,3,=2Ag+Cu(NO,3,),2,电解,3、,右图中,x,、,y,分别是直流电源的两极,通电后发现,a,极板质量增加,b,极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是,a极,b极,X电极,Z溶液,A,锌,石墨,负极,CuSO,4,B,石墨,石墨,负极,NaOH,C,银,铁,正极,AgNO,3,D,铜,石墨,负极,CuCl,2,亲身体验,A,练习,用石墨作电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，阳极有无色气体产生的是：,CuSO,4,；,FeCl,3,；,Ba(OH),2,；,NaOH；,练习：以碳棒为电极，电解下列溶液，写出电极反应式,1、CuCl,2,、,HI,2、,Na,2,SO,4,、H,2,SO,4,、NaOH,3、NaCl,、,4、AgNO,3,、,Cu,SO,4,实例,电极反应,浓度,pH,复原,阴极,阳极,氯,气,铜,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,CuCl,2,CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,阳极:,(Cl,-,OH,-,):,2Cl,-,-2 e,-,=Cl,2,阴极(Cu,2+,H,+,)：Cu,2+,+2e,-,=2Cu,减小,增,大,加适量,CuCl,2,晶体,第一组：电解,CuCl,2,阴极,阳极,碘,氢气,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,HI,2,HI I,2,+H,2,阳极:,(I,-,，OH,-,):,2I,-,-2 e,-,=I,2,阴极(H,+,)：2H,+,+2e,-,=H,2,减小,增,大,通入,适量,HI,第一组：电解,HI溶液,电解,阴极,阳极,氧气,氢,气,阳极,(OH,-,SO,4,2-,):,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,Na,2,SO,4,阴极(H,+,Na,+,),:,4H,+,+4e,-,=2H,2,变大,不,变,加,H,2,O,2H,2,O =2H,2,+O,2,电解,第二组：电解,Na,2,SO,4,阴极,阳极,氧气,氢,气,阳极,(OH,-,SO,4,2-,):,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,H,2,SO,4,阴极(H,+,),:,4H,+,+4e,-,=2H,2,变大,变,小,加,H,2,O,2H,2,O =2H,2,+O,2,电解,第二组：电解,H,2,SO,4,阴极,阳极,氧气,氢,气,阳极,(OH,-,):,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,NaOH,阴极(H,+,Na,+,),:,4H,+,+4e,-,=2H,2,变大,变,大,加,H,2,O,2H,2,O =2H,2,+O,2,电解,第二组：电解,NaOH,第三组：电解NaCl,阴极,阳极,氢,气,氯气,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,NaCl,阳极,(Cl,-,OH,-,):,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极(Na,+,H,+,):,2,H,+,+2e,-,=H,2,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,减小,增,大,通入适量,HCl,电解,阴极,阳极,氧,气,铜,实例,电极反应,浓度,PH值,复原,Cu,SO,4,2CuSO,4,+,2H,2,O 2,Cu+,O,2,+2H,2,SO,4,阴极(Cu,2+,H,+,):,2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,减小,加适量,CuO,固体,第四组：电解,CuSO,4,阳极(SO,4,2-,OH,-,):,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,减,小,电解,5,、电解质溶液电解规律（惰性电极）,阳极：,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,F,-,与区：,电解本身型,如,CuCl,2,与区：,放氢生碱型,如,NaCl,与区：,放氧生酸型,如,CuSO,4,、AgNO,3,与区：,电解水型,如Na,2,SO,4,、H,2,SO,4,、,NaOH,阴极：,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Fe,2+,Zn,2+,H,+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,SO,3,2-,类型,电极反应特点,实例,电解对象,电解质浓度,PH,电解水型,阴极,：,阳极,：,NaOH(aq),水,增大,增大,H,2,SO,4,(aq),水,增大,减小,Na,2,SO,4,(aq),水,增大,不变,分解电解质型,电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电,HCl(aq),电解质,减小,增大,CuCl,2,(aq),电解质,减小,/,放出H,2,生成碱型,阴极：H,2,O放H,2,生成碱,阳极：电解质阴离子放电,NaCl(aq),电解质和水,生成新电解质,增大,放出O,2,生成酸型,阴极:电解质阳离子放电,阳极:H,2,O放O,2,生成酸,CuSO,4,(aq),电解质和水,生成新电解质,减小,1、以Fe为阴极，Cu为阳极，电解CuSO,4,，画出电解池，标出电极名称，写出电极反应。,2、以Cu为阴极，Ag为阳极，电解AgNO,3,，画出电解池，标出电极，写出电极反应。,练习,用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是（）。,AHCl BNaOH CNa,2,SO,4,DNaCl,C,二、电解原理的应用,1、氯碱工业,（,电解饱和食盐水,以制造烧碱、氯气和氢气的工业,）,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,总反应：,食盐水中存在的离子：,Na,+,、Cl,-,、H,+,、OH,-,离子放电顺序：,阳离子,H,+,Na,+,阴离子,Cl,-,OH,-,电极反应：,阳极,氧化反应,阴极,还原反应,H,+,Na,+,Cl,-,OH,-,阴极,阳极,2NaCl+2H,2,O,=,2NaOH+H,2,+Cl,2,电解,关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）,A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠,B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色,C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色,D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性,B,二、电解原理的应用,2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）,电镀铜原理,铜片,待镀件,硫酸铜溶液,阳极：,镀层金属,阴极：,待镀金属制品,电镀液：,含有镀层金,属的电解质,阳极：,镀层金属（纯铜板）,阴极：,待镀金属制品,电镀液：,含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）,电镀铜,在铁制品上镀一层锌，以下方案设计正确的,(),A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子,B铂作阴极，镀件为阳极，溶液中含有锌离子,C铁作阳极，镀件为阴极，溶液中含有亚铁离 子,D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子,A,电镀应用于,铜的电解精练,电极反应式,阴极,（纯铜）:Cu,2+,+2e-=Cu (还原反应),阳极,（粗铜）:Cu -2e-=Cu,2+,(氧化反应),杂质：Zn -2e,-,=Zn,2+,Ni-2e,-,=Ni,2+,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,电解精练铜原理,粗铜板,纯铜板,硫酸铜溶液,3、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,-,=Cl,2,阴极：,2Na,+,+2e,-,=2Na,总反应：,2NaCl,（熔融）=,2Na+Cl,2,电解,电解熔融氯化钠制钠,3、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）,制取金属铝,电解熔融状态的氧化铝。,阳极：,6O,2,-,12e