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1、第三节 电解池,实验现象：,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U型管的CuCl2溶液中 ，再接通12V直流电,观察现象。约35min后切断电源。,阳极-,与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味，,与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出.,阴极-,Cl2,Cu,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝.,实验探究P79 实验4-2,想一想：,CuCl2溶液在电流的作用下为什么会分解生成Cu和Cl2呢？,1.离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl H2O H+ + OH-,通电后：Cu2+移向阴极， Cl移向阳极；,2.电极反应：,2Cl 2e = Cl2（氧化反
2、应）,Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,CuCl2电解实验微观解释,阳极：,阴极：,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；,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；,一、电解原理,形成闭合回路,比较原电池与电解池电极命名有何区别？,原电池的正负极由电极材料决定 电解池的阴阳极由电源决定,练习：判断下列装置中原电池的正负极及电解池的阴阳极,负,正,阳,阴,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,电解氯化铜溶液实验装
3、置,e-,e-,单击电子流动,4.电解池中电子的移动方向,负极,阴极,阳离子,正极,阳极,阴离子,5、电解本质：,阳极：发生氧化反应 阴极：发生还原反应,与电源正极连 +电源-与电源负极连 氧化反应 还原反应 2Cl2e-=Cl2 阳极 惰性电极 阴极 Cu2+2e-=Cu 阴离子移向 CuCl2溶液 阳离子移向,电子流出,电子流入,电解的工作原理：,离子放电顺序： 物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。,Ag+（Fe3+）Cu2+H+酸Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ (H+)水（电镀） Al3+Mg2+Na+Ca+K+ 注：当H+离子浓度很大时酸，放电顺序按H+ 当H+离子浓度很小
4、时水，放电顺序按（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：,阴极:,阳极： (1)当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F- (2)当阳极为活性电极(除铂、金以外的金属)时,由电极本身放电,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,自发的氧化还原反应,不自发的氧化还原反应, 要在外加电
5、场作用下才可发生,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,（1）惰性电极：（只考虑溶液中离子放电） 阴极：阳离子还原 阳极：阴离子氧化 （2）活泼电极：阳极为金属（除Pt、Au) 阴极：阳离子还原 阳极：金属氧化,7.电极反应式的书写,Cu,Cu,Fe
6、,Cu,CuSO4溶液,稀硫酸溶液,思考: 下列两个电解池的电极反应式,阳极,阴极,Cu - 2e- = Cu2 +,Cu2+ + 2e- = Cu,Cu - 2e- = Cu2 +,2H+ + 2e- = H2 ,练习：,书写用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总方程式，并找一找有何规律？ 盐酸 氯化铜溶液 硫酸 氢氧化钠溶液 硫酸钠溶液 氯化钠溶液 硫酸铜溶液,石墨 石墨,盐酸,阳极,阴极,总电极反应,2Cl- - 2e- = Cl2 ,2H+ + 2e- = H2 ,2HCl = H2+Cl2,电解,C,C,CuCl2溶液,C,C,2Cl- - 2e- = Cl2 ,Cu2+ + 2e-
7、 = Cu,CuCl2 = Cu+Cl2,电解,两极为惰性电极(如C),两极为惰性电极(如C),NaOH溶液,H2SO4溶液,Na2SO4溶液,阴极,阳极,阳极,阴极,总电极反应式,4OH- - 4e- = O2 +2H2O,4H+ + 4e- = 2H2,2H2O= 2H2 + O2,电解,(1) NaCl溶液 (2) CuSO4溶液:,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 阴极：2Cu2+ +4e-2Cu,电解,总反应式：2CuSO4+2H2OCu +O2+2H2SO4,阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：2H+2e-= H2,总反应方程式：2NaCl+2H2O=Cl2+H2+2NaOH,电
8、解,NaCl溶液,CuSO4溶液,两极为惰性电极(如C),阴极区,阳极区,思考?,电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果：,离子放电的顺序,H+ Na+,OHSO42,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,阳极 ：,阴极：,（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）,明确溶液中存在哪些离子,判断阴阳离子的放电顺序,根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式,书写电极反应式及总方程式的方法小结,判断电极材料,掌握方法 事半功倍哟！,（注意得失电子守恒）,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）,二、电解规律(用惰性电极电解时),1.电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸
9、盐 溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等 溶液时其电极反应式为：,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,增大,水,电解后溶液的pH变化如何？,H2SO4溶液pH减小 NaOH溶液pH增大 Na2SO4溶液pH不变,2.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、CuCl2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 2eCl2,阴极： 2H+ +2e H2 ,例如：电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,电
10、解后溶液的pH .,增大,电解后原溶液中溶质的质量分数 ，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的 。,阳极 (C)： 2Cl 2eCl2,阴极 (C)： 2H+ +2e H2 ,3.电解不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解CuSO4溶液、NaCl溶液等。,例如：电解NaCl溶液,减小,HCl,电解后溶液的pH .,增大,实质：电解质和水都参与电解,电解不活泼金属的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐溶液，如电解CuSO4溶液、NaCl溶液等。,阳极 ： 4OH4e2H2O +O2,阴极： 2Cu2+ +4e2Cu,电解后原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
11、定量 。,例如：电解CuSO4溶液,实质：电解质和水都参与电解,减小,金属氧化物 （CuO）,电解后溶液的pH .,减小,阳极,阴极,总电极反应,AgNO3溶液,C,C,4OH- - 4e- = O2 +2H2O,4Ag+ + 4e- = 4Ag,总反应式：4AgNO3+2H2O= 4Ag +O2 +4HNO3,练习： 书写电解硝酸银溶液的电极反应式及总方程式,电解,练习：从H+，Cu2+，Na+ ，SO42-，OH-，Cl-六种离子中恰当地组成电解质，并将其溶于水后按下列要求进行电解。 （1）以碳棒为电极，使电解质质量减小，水量不变，应采用的电解质 。 （2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，
12、水量减小，应采用的电解质 。 （3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量均减小，应采用的电解质 。,HCl CuCl2,NaOH H2SO4 Na2SO4,NaCl CuSO4,小结,解答有关电解问题步骤,1.首先观察是否有外接电源,2.分析电解质水溶液的组成,找全离子分两组.,3.观察阳极是否为金属, 金属作阳极失电子,4.根据阴阳两极放电顺序写出两极反应式.,5.合并两极反应写出电解反应式.,三、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。,中国最早的氯碱车间,（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向
13、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H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 。 阴极方程式： 。,2Cl- - 2e- = Cl2,2H+ + 2e- = H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,思考,总化学方程式： ; 总离子方程式: .,（3）在电解装置中，可否选用铜作阴、阳极的电极材料，为什么？ （4）溶液中的Na+是否可能被还原为金属钠，为什么？,不能用Cu 做阳极,金属做阳极失电子,不能,活泼金属阳离子在水溶液中不放电,(5)
14、电解过程中NaOH在哪一电极产生? 为什么?,解释:,由于电解时, H+在阴极上得电子析出H2,破坏了水的电离平衡,使水电离出的OH-在阴极附近浓度增大,所以在阴极产生NaOH。,(6)如何检验两极上的电解产物？,用湿润的淀粉 KI试纸靠近阳极，若变蓝，证明,在阴极收集一瓶气体， 靠近火源能听到“噗”证明,在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红证明,Cl2,H2,NaOH,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: .,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: .,第一个问题:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使
15、用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,钛网,碳钢,（阳离子）,离子交换膜法工艺流程,淡盐水, 电解槽 ,Cl2,H2,NaOH溶液,纯水（少量NaOH）,粗盐,精盐,提示：,第二个问题：精制食盐水,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-,Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-,Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+,Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-,Na+、 Cl-、CO32-、OH-,Na+、 Cl-,沉降,除泥沙,略过量BaCl2 溶液,除SO42-,略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,略过量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,适量HCl溶液,调节pH 除CO32- 、OH-,粗盐提纯：,2、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。,、电镀的目的: 增强金属抗腐蚀能力,增加美观和硬度。,思考：如果想在铁制品上镀上铜，该如何设计实验？,阳极：,阴极：,电极反应：,Cu2
