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1、1第三节第三节 电解池电解池案例探究案例探究我们知道铁是不溶于水的，但如果我们把铁块与电池的正极相连，电池的负极与一铜 片或碳棒相连（如下图）。则铁块会不断减少，“溶”于水中了，并伴有白色沉淀生成。原来，在直流电源作用 下，单质铁变成了二价铁离子，铁块发生了如下化学反应：Fe-2e-=Fe2+ 2H2O+2e-=H2+2OH- Fe2+2OH-=Fe(OH)2 这一过程，就是以铁作阳极电解水的过程。 问题与讨论：1.为什么在直流电的作用下，铁单质易于放电变成离子，而在通常状况下则不能？2.如果把碳换成单质铜或者银，还能发生上述变化吗？如果有，溶解的金属是什么？ 如果把电池两极反接，铁还溶解吗？
2、 自学导引自学导引 一、电解原理一、电解原理 1.电解 CuCl2溶液 （1）通电前，CuCl2溶液中存在的阳离子有_，阴离子有_，这些离 子来自于_。 （2）通电后，阳离子移向_，阴离子移向_。在阳极放电的离子是 _，在阴极放电的离子是_，分别发生_反应和_反应， 生成_。电极反应方程式为： 阳极：_ 阴极：_ 电解 CuCl2溶液的总方程式为：_ （3）电解 CuCl2溶液观察到的现象是：_。 答案：（1）H+、u2+ Cl-和 OH- CuCl2和 H2O 的电离 （2）阴极 阳极 Cl- Cu2+ 氧化 还原 Cl2和 Cu 2Cl-2e-=Cl2 Cu2+2e-=Cu CuCl2 电
3、解 Cu+Cl2(3)阴极石墨上逐渐覆盖了一层红色的铜，阳极石墨棒上有能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成 蓝色的气体 2.电解 （1）电解：_叫做电解。 电解池：_的装置，也就是_的装置叫做电解池或电 解槽。 （2）构成电解池的条件 _；2_； _。 （3）电解池的两极 阳极与_相连，在阳极上发生_反应。 阴极与_相连，在阴极上发生_反应。 （4）电解质溶液导电的实质 电解质溶液导电的过程，就是_过程，就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。 （5）离子的放电 阴阳离子在两极得失电子的过程称放电。多种阳离子或多种阴离子分别移向阴极、阳极时， 优先放电的是_的离子。 写出下列离子在阴、阳两极放电的电极方
4、程式：Ag+、Fe3+、H+、Zn2+、OH-、Br-、S2-、2 3SO_； _。 答案：（1）使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程 借助于电 流引起氧化还原反应 把电能转化为化学能 （2）两个电极 直流电源 电解质溶液或熔融态电解质 （3）电源正极 氧化 电源负极 还原 （4）电解质溶液的电解 （5）氧化性强的阳离子或还原性强的阴 阳离子：Ag+e-=Ag Fe3+e-=Fe2+ 2H+2e-=H2 Zn2+2e-=Zn阴离子：4OH-4e-=2H2O+O2 2Br-2e-=Br2 S2-2e-=S +H2O-2e-=2 3SO+2H+2 4SO二、电解原理的应用二、
5、电解原理的应用 1.电解饱和食盐水 （1）理论分析 通电前溶液中含有的离子：_。 通电时_ 移向阴极，_放电；_ 移向阳 极，_放电。_:_,_:阴极阳极电极反应式为因_放电，导致水的电离平衡 H2OH+OH-向右移动，致使生成_。电解总方程式为_。 （2）实验现象 两极均产生气体。 _溶液先变红，说明有_生成。 _极产生的气体能使湿的 KI 淀粉试纸变蓝，说明有_生成。3答案：（1）Cl-、OH-、Na+、H+ H+、Na+ H+ Cl-、OH- Cl-2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 H+ OH-2NaCl+2H2O 电解 2NaOH+Cl2+H2 (2)阴极区 OH- (3)正
6、 Cl22.电镀 （1）电镀的含义 电镀是应用_在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 （2）电镀的目的 电镀的目的主要是_。 （3）电镀的原理 阳极：_。 阴极：_。 电镀液：_。 （4）铜的精炼 装置要求 阳极是_，阴极是_，电解质溶液是_。 化学原理 阳极反应：Cu-2e-=Cu2+Zn-2e-=Zn2+ 阴极反应：_ 电解特点 a.粗铜中的铜“迁移”到纯铜上； b.CuSO4溶液的浓度_。 答案：(1)电解原理 （2）使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度 （3）镀层金属 镀件 含有镀层金属的电解质溶液 （4）粗铜 纯铜 CuSO4溶液Cu2+2e-=Cu 基本不变 3.电冶
7、金 （1）金属冶炼的实质是_。 （2）古代湿法炼铜的离子方程式为：_。 （3）写出工业上冶炼下列三种金属的化学方程式：Fe: _ Ag：_Hg: _ （4）电解法是冶炼 Na、Mg、Al 唯一可行的工业方法，其原因是 _。4写出从熔融 NaCl 中冶炼金属钠的电极反应式。 阳极：_； 阴极：_。 答案：（1）金属阳离子得到电子生成金属单质 （2）Fe+Cu2+=Cu+Fe2+(3)Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO22Ag2O 4Ag+O2 2HgO 2Hg+O2(4)Na、Mg、Al 容易失去电子变为金属阳离子2Na+2e-=2Na 2Cl-2e-=Cl2 4.阴阳离子的放电顺序（一般
8、顺序） 在电解质溶液中，阴、阳离子放电的先后顺序为： （1）阳离子：_(H+浓度较大时) _ _(H+浓度较小时)_ _。 （2）阴离子 _。 答案：(1)Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(H+浓度较大时）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H+浓度较小时）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ (2)S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F- 疑难剖析疑难剖析 一、了解电解池的工作原理，能判断电解池的阴阳两极一、了解电解池的工作原理，能判断电解池的阴阳两极电解池电极的判断一般有两种方法。其一，据电源判断，与正极连接的为阳极，与负 极连接的为阴极；其二，据实验现象判断，如电极质量增加的为阴极
9、等。 【例 1】 （2003 年上海）右图是电解 CuCl2溶液的装置，其中 c、d 为石墨电极，则下列 有关判断正确的是（ ）A.a 为负极，b 为正极 B.a 为阳极，b 为阴极 C.电解过程中，d 电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变 解析：电流从电源的正极流出，故 a 为电源的正极，b 为负极；与电源正极相连的 c 为阳 极，与电源负极相连的 d 为阴极。在电解过程中，因 Cu2+是阳离子，移向阴极 d，在阴极放电析出 Cu，所以 d 电极质量 增加；Cl-是阴离子，移向阳极 c，在阳极放电析出 Cl2，会导致溶液中氯离子浓度降低。 答案：C 友情提示友情提示: :电化学装置主
10、要包括原电池、电解池两种。习惯上，对原电池用正极和负极命名， 对电解池用阴极和阳极命名。在原电池中，相对活泼的电极失去电子作负极；相对不活泼 的电极上，某些离子得电子，该电极作正极。对于电解池，与电源正极相连的电极作阳极， 发生氧化反应；与电源负极相连的电极作阴极，发生还原反应。这是电化学最基本、最核 心的知识。5二、分析电解问题的一般方法思路二、分析电解问题的一般方法思路首先要分析电极及电极材料，然后分析电解液中的离子，若金属作阳极时，则金属 （电极）被氧化；若惰性材料作阳极，则考虑阴离子的放电顺序。阴极要分析阳离子的放 电顺序。这样写出电极反应式、现象、产物等的判断则可迎刃而解。 【例 2
11、】 （2004 年理综全国卷二，27）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个 电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：（1）若 X、Y 都是惰性电极，a 是饱和 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚 酞试液，则电解池中 X 极上的电极反应式是_。在 X 极附近观察到的现象是 _。 Y 电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是 _。 （2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4溶液，则 X 电极的材料是_，电极反应式是_。 Y 电极的材料是_，电极反应式是_。 （说明：杂质发生的电极反应不必写出） 解析：Y 极与直流电源的正极相连，Y 是电解池的阳极；X 极与直流电源的负极相连，X 是 电解池的阴极，溶液中阳离子趋向阴极，在阴极放电，阴极的电极反应式：2H+2e- =H2，由于 H+不断放电，c（H+）不断减小，打破了水的电离平衡，使水的电离平衡向 电离的方向进行，使 c（OH-）增大，故阴极附近放出气体，溶液使酚酞变红，Cl-向阳极移 动，在阳极放电，阳极的电极反应式
