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1、 第二课时电解池的工作原理及应用(教师卷)一电解池组成“三条件”：外接直流电源和两个电极；电解质溶液；导线连接形成闭合回路。练习:判断下列装置是否属于电解池：A B C D电极反应式：（阳氧阴还）电解 CuCl2 反应：阴极： ；阳极： ； 总反应： ；(1)阴极：与电源 极相连， 电子， 反应； 电极本身不参加反应 一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子(2)阳极：与电源 极相连， 电子， 反应；若为金属（非惰性）电极，电极失电子 若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子 （3）离子放电顺序： 过程叫放电。CH3CH2OH二电镀池组成“三要素”：(1)镀层金属作阳极； (2)待镀金属制品作
2、阴极；(3)含镀层金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液。三电解池阴、阳极“四特点”：阳极外接电源正极流出电子发生氧化反应阴离子移向阴极外接电源负极流入电子发生还原反应阳离子移向四离子放电“两顺序”(惰性电极 )：阳极：S 2 I Br Cl OH阴极：Ag Fe3 Cu2 H (酸)Sn 2 Zn2 Fe2 H (H2O)Al3电解池的工作原理一电解和电解池二电解池的工作原理(1)电解熔融氯化钠：(2)电解 CuCl2 溶液：装置 现象 反应方程式阴极 有红色物质析出 Cu2 2e =Cu(还原反应)阳极 有黄绿色气体生成2Cl 2e =Cl2(氧化反应)总电池反应 CuCl2 CuCl 2=
3、= = = =通 电 1电解池阴、阳极的判断2电极产物的判断(1)阳极产物“两眼看”：(2)阴极产物：无需看电极材料，因为电极本身不参与反应，溶液中的阳离子放电(氧化性顺序) ：Ag Fe3 Cu2 H (酸)Sn 2 Zn2 Fe2 H (H2O)Al3 Mg2 Na 。1下列关于电解池的说法正确的是()A电源的负极就是阴极 B与直流电源正极相连的是电解池的阴极C与直流电源负极相连的电极上发生还原反应 D阳极上发生还原反应解析：与电源的负极相连的极是阴极，与正极相连的极是阳极，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应。答案：C电解原理的应用1氯碱工业现象 电极反应式 反应类型阴极 生成气体 2H
4、2e =H2 还原反应阳极 生成气体 2Cl 2e =Cl2 氧化反应总反应式 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =通 电 2电镀(以镀铜为例)3电解精炼铜4电冶金(冶炼金属 Na、Mg、Al)惰性电极电解“三规律”(1)“三类型”规律：可溶性强碱(如 NaOH) 电解“水” 。 实 质 电极反应Error!总反应：2H 2O 2H2O 2。 结果：c(碱)增大，pH 增大。= = = = =电 解 酸：a含氧酸(如 H2SO4) 电解“水”( 电极反应同) 实 质 结果：c(酸) 增大，pH 减小。b无氧酸(如 HCl) 电解 “电解质” 实 质 电极反应Erro
5、r!总反应：2HCl H2Cl 2。= = = = =电 解 结果：c(HCl) 减小，pH 增大。盐：a活泼金属的含氧酸盐( 如 Na2SO4) 电解“水”(反应同 ) 实 质 结果：c(Na 2SO4)增大。b不活泼金属的无氧酸盐(如 CuCl2) 电解“电解质” 实 质 电极反应Error!总反应：CuCl 2 CuCl 2。= = = = =通 电 结果：c(CuCl 2)减小。c活泼金属的无氧酸盐( 如 NaCl) 电解“电解质水 ” 实 质 电极反应Error!总反应：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。= = = = =通 电 结果：“放 H2 生碱” ，pH 增大。
6、d不活泼金属的含氧酸盐(如 CuSO4) 电解“电解质水 ” 实 质 电极反应Error!总反应：2CuSO 42H 2O 2CuO 22H 2SO4= = = = =通 电 结果：“放 O2 生酸” ，pH 减小。(2)溶液酸碱性规律：(3)电解质溶液复原规律：电解质溶液电解一段时间后，若要恢复原溶质和浓度，则应遵循“少什么，加什么”的规律，如惰性电极电解 2 mol NaCl 溶液生成 NaOH、H 2 和 Cl2，从溶液中逸出的是 1 mol H2 和 1 mol Cl2，因此，就应向原溶液中通入 2 mol HCl。【归纳总结】(一)（1）电解的四种类型（惰性电极）：（2）电解质溶液浓
7、度复原：加入物质与电解产物的反应必须符合电解方程式生成物的化学计量数。（3）电解时 pH 的变化：电极区域：阴极 H+放电产生 H2，破坏水的电离平衡云集 OH ，阴极区域 pH 变大；阳极 OH 放电产生 O2，破坏水的电离平衡云集 H+，阳极区域 pH 变小。电解质溶液：电解过程中，既产生 H2，又产生 O2，则原溶液呈酸性的 pH 变小，原溶液呈碱性的 pH 变大，原溶液呈中性的 pH 不变（浓度变大） ；电解过程中，无 H2和 O2产生，pH 几乎不变。如电解 CuCl2溶液（CuCl 2溶液由于 Cu2+水解显酸性） ，一旦 CuCl2全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液。电解过程
8、中，只产生 H2，pH 变大。电解过程中，只产生O2，pH 变小。（4）电极方程式的书写：先看电极；再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等。（二）电解原理的应用1、铜的电解精炼2、阳极（粗铜棒）：Cu2e Cu 2 阴极（精铜棒）：Cu 2 2e Cu 电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn2e = Zn2+ 、Fe2e = Fe2+ 、Ni2e =Ni2+，Fe 2+、Zn 2+、Ni 2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、
9、质量、pH 均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。2、电镀阳极（镀层金属）：Cu2e Cu 2 阴极（镀件）：Cu 2 2e Cu电镀液：含镀层金属的电解质分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的 Cu2 离子和阴极 Cu2 离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均不会改变。（1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。（2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的 H+
10、、OH 一般不放电。【小结】原电池、电解池、电镀池的比较：3、电解饱和食盐水氯碱工业氯碱工业所得的 NaOH、Cl 2 、H 2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。阳极：石墨或金属钛2Cl 2eCl 2 阴极：铁网2H 2eH 2电解质溶液：饱和食盐水总方程式：2NaCl2H 2O 电 解 2NaOHH 2Cl 2分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的 OH和 Cl向阳极移动，由于 Cl比 OH容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的 Na+和 H+向
11、阴极移动，由于 H+比 Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到 NaOH。（1）饱和食盐水的精制：原因：除去 NaCl 中的 MCl 2、Na 2SO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。试剂加入的顺序：先加过量的 BaCl2和过量的 NaOH（顺序可换） ，再加入过量的Na2CO3，过滤，加盐酸调节 pH 为 7。（2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。4、电解法冶炼活泼金属：（1）电解熔融的氯化钠制金属钠： 2NaCl（熔融） 电 解 2NaCl 2（2）电解
12、熔融的氯化镁制金属镁： MgCl 2（熔融） 电 解 MgCl 2（3）电解熔融的氧化铝制金属铝： 2Al 2O3（熔融） 电 解 4Al3O 2分析：在金属活动顺序表中 K、Ca、Na、Mg、Al 等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。注意：电解熔融 NaCl 和饱和 NaCl 溶液的区别；不能用 MgO 替代 MgCl2的原因；不能用 AlCl3替代 Al2O3的原因。【典型例题】例 1、下图中 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
13、情况的是（ ）a 极板 b 极板 x 电极 Z 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl2分析：通电后 a 极板增重，表明溶液中金属阳离子在 a 极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定 a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的 x 极是负极。选项 C 中 x 极为正极，故 C 不正确。A 中电解液为 CuSO4溶液，阴极 a 板上析出 Cu 而增重，阳极 b 板上由于 OH 离子放电而放出无色无臭的 O2，故 A 正确。B 中电解液为 NaOH 溶液，通电后阴极 a 上应放出 H2，a 极板不会增
14、重，故 B 不正确。D 中电解液为 CuCl2溶液，阴极a 板上因析出 Cu 而增重，但阳板 b 板上因 Cl 离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl2，故 D 不正确。答案为 A。例 2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn（OH） 2+2Fe（OH）3+4KOH下列叙述不正确的是A、放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn（OH） 2B、充电时阳极反应为：Fe（OH） 33e + 5 OH = FeO + 4H2O4C、放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1mol K2FeO4被氧化D、放电时正极附近溶液的碱性增强分析：A 是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、 “充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A 是正确的。B 是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B 正确；C 主要是分析原总方程式即可，应该是 1mol K2FeO4被还原
