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1、 中学学科网精品资料 WWW.ZXXK.COMWWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品教学资料中学学科网精品资料 WWW.ZXXK:COM 版权所有中学学科网 1第四单元 电解原理及其应用本单元整体感知本单元视点本单元视点 电解原理在氯碱工业、冶金工业、电镀及环保等很多方面都有重要的用途。电解原理 及其应用是电化学知识的重要组成部分，是高考的重点之一。就中学化学而言，学习电解 的有关知识，也是对电化学、氧化还原反应、离子反应、金属冶炼等知识结构的丰富、完 善。 本单元内容分为两部分，第一部分是电解的化学原理，第二部分是电解原理在金属冶 炼、电镀和氯碱工业中的应用，其中更为重要的是在氯碱工
2、业中的应用，因此教材把氯碱 工业单列一节。 本单元学习重点：电解原理及其应用 本单元学习难点：电解原理 本单元学习目标： 1 原电池、电解池的判定及电极材料、电极名称、电极反应式和总反应式的书写； 2 利用阴、阳离子的放电顺序判别金属活动性的强弱； 3 电解过程中溶液的浓度、PH 的变化分析； 4 有关电解池的简单计算； 5 氯碱工业的工艺及应用。 知识图解知识图解 1电解原理 知识要点实例 电解 原理使电流流过电解质溶液而在两极上发生氧化还原反 应（即将电能转化为化学能）的过程电解 CuCl2溶液电解 装置电解池：将电能转化为化学能的装置，常由直流电源、电极、导线及电解质溶液构 成 电极 构
3、成阴极：与电源负极相连 阳极：与电源正极相连阳极：石墨棒 阴极：铁棒 电极 反应阴极：得电子发生还原反应 阳极：失电子发生氧化反应阴极：Cu2+ + 2e=Cu 阳极：2Cl 2e=Cl2 电流 方向由直流电的连接方式决定，即正极外电路负极电源正极石墨棒溶液中离 子定向移动铁棒电源负极 总反 应式阴极、阳极分别发生的反应的总和（可用于求解某 一电极反应）2Cl+ Cu2+ 电解Cu+ Cl2或CuCl2 电解Cu+ Cl2 2电解原理应用 电解饱和食盐水氯碱工业 电镀铜、电镀锌 电解冶炼金属 电解精炼铜 学法点拨学法点拨 1紧扣一个中心电能转化为化学能。 2作好一个比较原电池和电解池的比较。
4、如：原电池和电解池的比较 原电池电解池中学学科网精品资料 WWW.ZXXK.COMWWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品教学资料中学学科网精品资料 WWW.ZXXK:COM 版权所有中学学科网 2能量转化化学能电能电能化学能 反应特性自发反应非自发反应电极名称由电极本身决定 负极：活泼金属 正极：不活泼金属由电源决定 阴极：与负极相连 阳极：与正极相连装置特性无电源 两极材料一般不同有电源 两极材料相同，也可不同 联 系两者都是在两电极上发生氧化还原反应 再如池型判断： 有外加电源一定为电解池。无外加电源则为原电池。多池组合时，一般含活泼金属的 池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的
5、电解池。 另外就是电极的判断：原电池的正极是阴极、负极是阳极，而电解池的阴极是与电池 负极相连的电极、阳极是与电池正极相连的电极。原电池的阴、阳极与材料相关，电解池 的阴极和阳极与电极材料无关，取决于外电源的正、负极。 3用好两个规律氧化还原反应和离子反应规律。 如：放电顺序：（1）惰性电极：作阳极时不失电子，不溶解。如： Pt、Au、C。（2）阳极失电子顺序：若电极活泼，首先是电极失电子；若是若惰性电极， 则离子放电顺序为：S2IBrClOHSO42。（3）阴极得电子顺序： Ag+Fe3+Cu2+（H+酸）Fe2+Zn2+H+（H2O）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。 电解质溶液的电解规
6、律：（1）电解电解质本身：不活泼的金属的卤化物、氢卤酸（不 含氟化物）。如 CuCl2、HCl 溶液等。（2）电解水：活泼金属的含氧酸盐、含氧酸、强碱 溶液的电解，只是电解水，而电解质仅起增强水的导电性的作用。如： K2SO4、HNO3、NaOH 溶液等。（3）混合电解：活泼金属的卤化物及不活泼金属的含氧酸 盐溶液电解时，电解质和水电离出的离子均有放电。如 NaCl、AgNO3溶液等。第一节 电解原理课文整理1电解原理电解原理 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。 2电解原理的应用电解原理的应用 铜的电解精炼 电镀铜细说教材知识点知识点 1 电解原理 1电解质溶液
7、的导电 金属导电时，是金属内部的自由电子发生了定向移动，而电解溶液的导电则与金属导 电不同。 提示提示1 通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下， 这些自由移动的离子改作定向移动，带负电的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电的中学学科网精品资料 WWW.ZXXK.COMWWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品教学资料中学学科网精品资料 WWW.ZXXK:COM 版权所有中学学科网 3阳离子则向阴极移动。 提示提示2 电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳 极。 提示提示3 物质能否导电是由其内部能否造成定向移动的自由电荷所决定的
8、，对金属就是 自由电子，而对电解质溶液就是自由离子。 2电解 使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。 提示提示1 电子从外接直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，电解池溶液中的 阳离子移向阴极并在阴极获得电子而被还原而发生还原反应；与此同时，电解池溶液中的 阴离子移向阳极并在阳极上失去电子（也可能是阳极很活泼而本身失去电子）而被氧化发 生氧化反应。这样，电子又从电解池的阳极流出，沿导线而流回外接直流电源的正极。 提示提示2 电极反应的类型：阳极反应为氧化反应，阴极反应为还原反应。故阴极处于被 保持的状态，而阳极有可能被氧化腐蚀。 想一想想一想 电离和电解有什么区
9、别和联系？ 特别提示特别提示 电离和电解的比较 电 离电 解条件电解质溶于水或受热的作用（如离子 化合物受热熔融）电解质发生电离后受外接直流电源的 作用过程电解质电离成自由移动的离子阴、阳离子定向移动，在两极上得、 失电子 举例CuCl2= 2Cl+ Cu2+CuCl2 电解Cu+ Cl2结果只产生自由移动的离子（或水合离子）发生氧化还原反应，生成新物质。电 能转化为化学能联系电解必须建立在电离的基础之上，电解质只有在发生电离后才能在外接直流电 源的作用下发生电解 3电解池与原电池的联系与区别 原电池电解池 电极正极、负极阴极、阳极电极确定由电极材料本身的相对活泼性决定， 较活泼的是负极，较不
10、活泼的是正 极由外接直流电源的正、负极决定， 与负极相连的是阴极，与正极相连 的是阳极电极反应负极发生氧化反应 正极发生还原反应阴极发生还原反应 阳极发生氧化反应电子流向电子由负极经导线流入正极电子从电源负极流入阴极，再由阳 极流回电源正极 能量转变化学能转变为电能电能转变为化学能反应自发性能自发进行的氧化还原反应反应一般不能自发进行，需电解条 件 举例Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4CuCl2 电解Cu+ Cl2 装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应，且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总 数相等 4实验分析：电解 CuCl2溶液 想一想想一想
11、（1）选取电极材料时有何要求？ 阴极可用惰性电极，甚至可用较活泼的金属电极，但阳极必须使用惰性电极，否则阳 极会发生氧化反应而溶解。中学学科网精品资料 WWW.ZXXK.COMWWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品教学资料中学学科网精品资料 WWW.ZXXK:COM 版权所有中学学科网 4（2）一般说的惰性电极指的是哪些材料？ 一般说的惰性电极指的是金、铂、石墨电极。 （3）实验中有何现象？淀粉碘化钾试纸有何作用？应如何正确使用该试纸？ 通电后，电流表指针发生偏转，阴极石墨棒上析出一层红色固体，阳极表面有气泡放 出，可闻到刺激性气味。淀粉碘化钾试纸用于检验阳极产生是否为 Cl2，使用时
12、应先润湿并 沾于玻璃棒一端或用镊子夹持，但作用时间不宜过长，否则变蓝后会被 Cl2漂白。 知识点知识点 2 铜的电解精炼 1电解时，用粗铜板作阳极，与直流电的正极相连；用纯铜板作阴极，与电源的负极 相连，用 CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作电解液。 想一想想一想 （1）电解液中离子有几种？通电后溶液中离子的移动情况和电极反应如何？ CuSO4溶液中主要有 Cu2+、SO42、H+、OH，通电后，H+和 Cu2+移向阴极，并在阴极发 生 Cu2+ + 2e=Cu，OH和 SO42移向阳极，但阳极因为是活性电极故阴离子并不放电，主 要为阳极活泼及较活泼金属发生氧化反应而溶解，主反应为：Cu -
13、 2e= Cu2+。 （2）粗铜中的杂质如 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等是如何除去的呢？阳极泥有何利用价 值？ 比铜活泼的 Zn、Fe、Ni 等金属杂质，在铜溶解的同时也会失去电子形成金属阳离子而溶 解，此时阴极仍发生 Cu2+ + 2e=Cu，这会导致电解液浓度不发生变化；Ag、Au 不如 Cu 易失电子，Cu 溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼 Ag、Au 等贵重金属。 特别提示特别提示 电极反应中得失电子的规律 （1）阳极上失电子的规律 应首先看电极材料是惰性电极，还是活性电极，如为前者则由溶液中的阴离子失去电 子，阴离子的还原性越强，越易电子，如阴离子的放电顺序为 S2IBrClO
14、H含氧酸根离子，如为后则这些金属首先失去电子进入溶液， 此时溶液中其他离子不再失电子。 （2）阴极得电子的规律 阴极上只能由溶液中阳离子获得电子，阳离子氧化性越强，越易得电子，阳离子的放 电顺序为 Ag+Hg2+Cu2+（H+酸）Fe2+Zn2+H+（盐溶液）。 （3）变价的金属 Fe 在作阳极发生氧化反应时电极反应为： Fe - 2e= Fe2+ 知识点知识点 3 电镀铜 电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；把待镀金属制成品浸 入电解液中与直流电源的负极相连，作为阴极，而镀层金属作阳极，阳极金属溶解在溶液 中成为阳离子移向阴极，并在阴极上被还原成金属析出。 提示提示1 电镀铜规律可概括为“阳极溶解，阴极沉积，电解液不变”。 提示提示2 工业上电镀常用有毒电镀液，因此电镀废水应在回收有用物质、降低有害物质 含量后达标排放，以防污染环境。 知识点 4 实验分析：电镀铜实验 提示提示 （1）待镀件需酸洗以除去锈。 （2）电镀液 CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低 Cu2+浓度，使镀层光亮。 知识拓展知识拓展 电解质溶液电解时（均为惰性电极）PH 变化情况，电解液复原所需加入物质及电解 类型中学学科网精品资料 WWW.ZXXK.COMWWW.ZXXK.COM 上中学学科网，下精品教学资料中学学科网精品资料 WWW.ZXXK:COM 版
