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1、电解的意义 19世纪初，英国科学家戴维将 250各电池串联起来，对多种 化合物的水溶液或熔融进行电 解，相继发现了钾、钠、钙、 锶、钡、镁、硼、硅等元素， 成为发现元素最多的人。19世 纪末，最活泼的非金属元素的 单质氟单质由法国科学家 莫瓦桑用电解法制得。 将电能转化为化学能，实现对化学物质输入能量，使得实现对化学物质输入能量，使得 非自发反应能够发生，为人类提供新物质或将电能存在非自发反应能够发生，为人类提供新物质或将电能存在 化学物质中。化学物质中。用石墨电极电解氯化铜溶液实验用石墨电极电解氯化铜溶液实验1. 1. 氯化铜溶液中存在哪些微粒？氯化铜溶液中存在哪些微粒？ 2. 2. 接通电
2、源后，接通电源后，两极电荷有何变化？溶液中的微粒如何两极电荷有何变化？溶液中的微粒如何 运动？运动？ 3. 3. 观察到两极上物质有何变化？如何表述这些变化？观察到两极上物质有何变化？如何表述这些变化？ 4. 4. 这些变化实现了什么转化？这些变化实现了什么转化？一、电解原理一、电解原理 1. 电解：电流通过电解质溶液或熔融态的电 解质时，在两个电极上引起的氧化还原反应 的过程。 2. 电解池：利用氧化还原反应，将电能转化 为化学能的装置。 3 . 电解池的形成条件：（1）直流电源（2）与电源相连接的两电极（3）电解质溶液（或熔融的电解质） 4. 电解的结果：发生氧化还原反应两极有新物质生成5
3、、电解池的电极反应阳极：在电解过程中发生氧化反应的电极。 阴极：在电解过程中发生还原反应的电极。在电解池中两极由电源决定由电源决定： 阳极与电源的正极（电子流入）相连的电极； 阴极与电源的负极（电子流出）相连的电极。电离与电解的比较电离电解条件电解质溶于水或熔融状态下电解质电离后，再通直流电过程电解质电离成为自由移动的 离子阴、阳离子定向移动，在两 极放电 举例CuCl2=Cu2+2Cl-CuCl2=Cu+Cl2特点只产生自由移动的离子发生氧化还原反应，形成新 物质 联系电解必须建立在电离的基础上通电内容原电池电解池电极名称 电极反应 电子移动 方向能量转变 反应是否 自发发生正极 负极原电池
4、与电解池的比较还原反应氧化反应还原反应氧化反应先从负极导线正极先负极导线阴极II 阳极导线正极将化学能转化为电能将电能转化为化学能反应能够自发进行反应不能自发进行,要在 外电场作用下才能发生阴极阳极阴阳两极上放电的顺序 阳极上(氧化) 失电子的顺序： 活性金属S2-I-Br- Cl-OH-含氧酸根离子（如 NO3-、SO42-）F - 阴极上（还原）得电子的顺序：Ag+Cu2+ (H +) Fe2+Al3+ Na+ 【练习】 用石墨电极电解下列物质水溶液，分别 写出两极的电极反应。(1) NaCl (2)CuSO4 (3)H2SO4 (4)NaOH(1)阳极：2Cl-2e- =Cl2 ；阴极：
5、2H+2e- =H2 (2)阳极：4OH- -4e- =2H2O+O2 ；阴极：2Cu2+4e- =2Cu(3)阳极：4OH- -4e- =2H2O+O2 ；阴极： 2H+2e- =H2 (4)阳极：4OH- -4e- =2H2O+O2 ；阴极： 2H+2e- =H2 二、电解原理的应用 科学探究：设计一套电解饱和食盐水 的装置并进行实验。思考：1、通电前，饱和食盐水中存在哪些离子？这些离子的运动情况？2、在电解装置中，可否选用铜作阴极、阳极的电极材料，为什么？3、通电后，溶液中的离子运动发生了什么变化？4、溶液中的钠离子是否能被还原成金属钠，为什么？5、电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物
6、是什么？如何证明？1、电解原理的应用电解饱和食盐水 目的：电解饱和目的：电解饱和NaClNaCl溶液，制取溶液，制取NaOHNaOH、H H2 2、ClCl2 2 、并以它们为原料生产一系列化并以它们为原料生产一系列化 工产品工产品 主要问题：主要问题：1. 1. NaClNaCl溶液的精制溶液的精制2. Cl2. Cl2 2对对NaOHNaOH溶液的影响溶液的影响3. H3. H2 2与空气、与空气、ClCl2 2的安全问题的安全问题 粗盐水中的主要杂质：粗盐水中的主要杂质：CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、 SOSO4 42-2-食盐水的精制（高一）食盐水的精制（高一）
7、2 2、电解原理的应用、电解原理的应用电镀电镀 目的：目的：增强抗腐蚀能力；增加增强抗腐蚀能力；增加 美观；改善机械性能；美观；改善机械性能； 概念：概念：应用电解原理在某些物应用电解原理在某些物 体表面镀上一层其他金属或合体表面镀上一层其他金属或合 金的方法金的方法 组成：组成： 直流电源直流电源 阳极阳极镀层金属镀层金属 MMnene- - MMn n 阴极阴极镀件镀件 MMn nnene- -M M 电解液：含镀层金属离子的盐电解液：含镀层金属离子的盐 溶液溶液3 3、电冶炼、电冶炼铜的电精炼铜的电精炼 目的：火法冶炼得到的铜纯度不够高不能满足目的：火法冶炼得到的铜纯度不够高不能满足 电
8、气工业对铜的要求电气工业对铜的要求( (含含CuCu量量 99.95%)99.95%)。为了。为了 得到高纯度的铜常采用电解法精炼。得到高纯度的铜常采用电解法精炼。 粗铜中的主要杂质：粗铜中的主要杂质：ZnZn、FeFe、NiNi、PbPb、AuAu、 Ag Ag 、CuCu2 2O O 、CuSCuS等等 原理：阳极粗铜、阴极纯铜、原理：阳极粗铜、阴极纯铜、CuSOCuSO4 4溶液为电溶液为电 解液解液 阴极阴极( (纯铜纯铜) )：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu 阳极阳极( (粗铜粗铜) )：Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+ Fe-2e Fe-2e- -=Fe
9、=Fe2+2+ Ni-2e Ni-2e- -=Ni=Ni2+2+ Cu-2e Cu-2e- -=Cu=Cu2+2+ AgAg、AuAu掉入阳极附近形成阳极泥掉入阳极附近形成阳极泥电冶金铝土矿食盐晶体Mn+ne-=M金属钠的冶炼4、电解熔融氯化钠熔融NaCl阴极阳极e-e-Na+Cl- 2Cl-2e- = Cl22Na+ 2e- = 2Na氧化反应还原反应5 5、电冶炼、电冶炼铝的冶炼铝的冶炼 原料：原料：AlAl2 2OO3 3 电极材料：石墨电极材料：石墨 电极反应：电极反应： 阴极：阴极：4Al4Al3+3+12e+12e- - 4Al4Al 阳极：阳极：6O6O2-2-12e-12e-
10、- 3O 3O2 2遇到的主要问题：遇到的主要问题： 如何得到含有如何得到含有AlAl3+3+的熔的熔 融的电解质？融的电解质？AlAl2 2OO3 3的熔点的熔点20452045 冰晶石冰晶石NaNa3 3AlFAlF6 6将将AlAl2 2OO3 3的熔点降低到大约的熔点降低到大约1000 1000 电池反应：电池反应： 2Al2Al2 2OO3 3 4Al+3O4Al+3O2 2 6 6、电冶炼、电冶炼镁的冶炼镁的冶炼 原料：原料：MgClMgCl2 2 电极材料：石墨电极材料：石墨 电极反应：电极反应： 阴极：阴极：MgMg2+2+2e+2e- -=Mg=Mg 阳极：阳极：2Cl2Cl
11、- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2遇到的主要问题：如何遇到的主要问题：如何 得到无水的得到无水的MgClMgCl2 2？电池反应：电池反应： MgClMgCl2 2 Mg+ClMg+Cl2 2 电解池、电解精炼池、电镀池电解池、电解精炼池、电镀池 的比较的比较电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池 定义定义形成形成 条件条件电极电极 名称名称 电极电极 反应反应将电能转变成化学能将电能转变成化学能 的装置。的装置。应用电解原理在某些应用电解原理在某些 金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其 它金属的装置。它金属的装置。两电极接直流电源两电极接直流电源 电极插人电解质溶液电极插人电解质
12、溶液 形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金 属的离子属的离子阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属； 阴极：镀件阴极：镀件阳极：氧化反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯 的金属提纯的装置。的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极 纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯 金属的离
13、子金属的离子阳极：不纯金属；阳极：不纯金属； 阴极：纯金属阴极：纯金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阴极：还原反应高考试题（08年上海化学12）取一张用饱和NaCl溶液浸湿 的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源， 一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双 色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列 说法错误的是 Ab电极是阴极 Ba电极与电源的正极相连接 C电解过程中，水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小D根据现象判断电极及电极反应（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色 化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下， 电解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+
14、H2。下列说法正 确的是A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。A新情景根据总反应判断电极材料和电极反应(09全国卷28）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分 别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。 接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%， 乙中c电极质量增加。据此回答问题： （1）电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为 ； 列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： 电极c的质量变化是 g； 电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因 ： 甲溶液 ；乙溶液 ；丙溶液 ； （2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为 什么？
