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1、第三节：电解池,新人教版第四章 电化学基础,100多年前，铝曾是一种稀有金属被称为银色的金子，法兰西总统拿破仑三世为了显示自己的富有和尊贵，制造了一顶王冠，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番。 1884年，当时还不满23岁在美国奥伯林学院上大学的豪尔开始探索炼铝方法。通过不断摸索,豪尔把熔化的氧化铝加入熔融的冰晶石中通电，获得了廉价的炼铝方法。使铝的身价大跌，被广泛应用于工业及日常生活中。,资料:,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CuCl2溶液的烧杯中，再接通612 V直流电,观察现象。,人们规定：与电源正极相连的极叫阳极 与电源负极相连的极叫阴
2、极,阴极,阳极,实验现象,实验记录,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使淀粉碘化钾试纸变蓝,可根据电极的颜色,讨论：实验现象的成因,动画模拟,1：氯化铜溶液中含有哪些微粒? 2：在通电时这些微粒各向什么极移动？ 3：在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的反应？,阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：Cl- OH-,Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动,Cl-Cl2（氧化反应）,阴极区：,Cu2+Cu （还原反应）,阳极区：,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：,直流电源；,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质
3、；闭合回路,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,5.电极反应(电解CuCl2溶液),阳极反应：,阴极反应：,电解池总反应：,4.粒子在电解池中的运动方向,分析电解过程的一般思路：,电解规律,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e-=2Cu,减小,增大,CuCl2,阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- =2H2 ,变大,不 变,加 H2O,2H2O 2H2 + O2 ,阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2,阴极: 2H + 2e- = H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 H
4、Cl,阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,阴极：2Cu2+ 2e- = 2Cu,减小,减小,加 CuO,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH- -4e
5、-=O2 +2H2O 阴极：4H+ + 4e- = 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl- -2e-=Cl2 阴极：2H+2e- = H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl- -2e- =Cl2 阴极：Cu2+2e- =Cu,增大,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl- - 2e- =Cl2 阴极：2H+2e- = H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH- - 4e- =O2+2H2O 阴极：2Cu2+4e- =2Cu,减小,CuO,动画模拟,电极材料均为C,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程
6、叫放电。,活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+) Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,不同时按（H+）,无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,阴极:,氧化还原反应形成电流,电流引起氧化
7、还原反应,正极、 负极,阳极、 阴极,（外电路）负极 正极,电源负极阴极阳极电源正极,负极：氧化反应 正极：还原原应,阳极： 氧化反应 阴极： 还原反应,化学能 电能,电能化学能,思考：,若用导线连接如下装置可能会有什么现象出现。,写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液pH值的变化。,巩固练习,第二部份 电解原理的应用,1.电解食盐水,现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红,阳极：2Cl-2e- =Cl2 阴极：2H+2e- =H2 总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 (条件:通电),实验装置,（1）生产设备名称：离子交
8、换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。,氯碱工业:离子交换膜法制烧碱,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,精制食盐水,杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,2.
9、 电镀,电镀是利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，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。,电镀：电镀是利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，,电极： 阳极镀层金属 或惰性电极 阴极待镀金属制品,电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。,溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小,3.铜的电解精炼,一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不
10、能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。,粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等),纯铜,粗铜,阳极：,Zn - 2e- =Zn2+ Fe - 2e- = Fe2+ Ni - 2e- =Ni2+ Cu-2e- =Cu2+,Zn Fe Ni CuAg Au,阴极: Cu2+ + 2e- Cu,阳极泥,问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？,CuSO4溶液,电解池、电解精炼池、电镀池的比较,将电能转变成化学能的装置。,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。,两电极接直流电源 电极插人电解质溶液 形成闭合回路,镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子,阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属； 阴极：镀件,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。,不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯金属的离子,阳极：不纯金属； 阴极：纯金属,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,
