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1、第四章 电化学基础 第三节 电解池 （第一课时）,一、电解原理（以电解氯化钠为例）,实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝,阴极：有银白色固体析出,阴极,阳极,氯 气,钠,熔融NaCl,(Cl2),电极反应式： 阳极： 阴极：,总反应：,2Cl-Cl2 + 2e- 氧化反应,2Na+ +2e-2Na 还原反应,电解:,电解池:,构成条件:,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。电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程,把电能转化为化学能的装置.,(1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极： （接
2、电源正极的为阳极，发生氧化反应；接电源负极的为阴极，发生还原反应） (3)电解质溶液或熔融的电解质,电子的流向:,离子定向移动的方向:,惰性电极与活性电极：,电子从外加电源的负极流出，到电解池的阴极，再从电解池的阳极流回电源正极。,（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动.,惰性电极(铂、金、石墨)： 仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）： 既可以导电、又可以参与电极反应,电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。,以电解氯化铜为例,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象： 阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使
3、 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,阴极,阳极,氯 气,铜,CuCl2溶液,实验分析：,通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+ 阴离子：OH-、Cl- 做无规则运动,通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关,电极产物反思,为什么不是氧气呢？,为什么不产生氢气呢？,说明：得失电子的能力不同,失电子能力：,Cl-OH-,得电子能力：,Cu2+H+,放电 能力,放电 次序,（3）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反
4、应 阴极：Cu2+2e- Cu 还原反应 总式：,（2）判断离子的放电顺序： 阳离子：Cu2+H+ 阴离子：Cl-OH-,（4）分析电解质溶液的变化情况：,氯化铜溶液浓度_,降低,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,活性材料作电极时： 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时： 溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-I -Br -Cl -OH -NO3 - SO42-(等含氧酸根离子）F-,阳极：,离子放电顺序：,Ag+（Fe3+）Cu2+H+酸Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ (H+)水（电
5、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:,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,电解规律,阴极,阳极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e-=2Cu,减小,增大,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- _ 4e- = 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- = 2H2 ,变大,不 变,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2
6、H2 + O2 ,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- -2e- = Cl 2,阴极: 2H + 2e- = H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,增 大,加 HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,阴极：Cu2+ 2e- =Cu,减小,减小,加 CuO,CuSO4溶液,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、
7、H2SO4 、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e-O2+2H2O 阴极：4H+ + 4e- 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl- 2e-Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：Cu2+2e- Cu,减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl- 2e- Cl2 阴极：2H+2e- H2,增大,HC
8、l,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH- 4e- O2+2H2O 阴极：2Cu2+4e- 2Cu,减小,CuO,阳极气体的检验,O2的检验 Cl2的检验 ,（黄绿色）,（变蓝）,（下层呈紫色）,（复燃）,带火星的木条,看气体颜色,湿润的淀粉碘化钾试纸,气体通入碘化钾溶液后用四氯化碳 萃取,此法较为简捷方便,发生氧化还原反应，从而形成电流,电流通过引起氧化还原反应,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）,由电极本身决定 正极：流入电子 负极：流出电子,由外电源决定 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极
9、,（外电路）负极 正极,电源负极阴极阳极电源正极,（外电路）正极负极,电源正极阳极阴极电源负极,负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ + 2e- =H2（还原原应）,阳极：2 CI- - 2e- = CI2 (氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应),化学能 电能,电能化学能,设计电池、金属防腐,氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼,铜锌原电池,电解氯化铜,练习,分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,巩固练习,2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 A.P是电
10、源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应 D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,3.右图中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,符合这一情况的,A,练 习,4、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应,A,B,D,C,练 习,5、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总 反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O （1）试写出放电时的正
11、、负极反应式 正极:_ 负极:_ （2）试写出充电时的阳、阴极反应式 阳极:_ 阴极:_,PbO2+4H+SO42- +2e- =PbSO4+2H2O,Pb+ SO42-2e- =PbSO4,练 习,PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H+SO42-,PbSO4 +2e- =Pb + SO42-,此电池放电时，负极发生反应的物质为 AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn,充电,放电,2Ag + Zn(OH)2,Ag2O + Zn + H2O,6银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：,D,拓展练习,7.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 .,Fe,Fe,C,Fe,Zn,A(海水),B(海水),C(海水),D(海水),F(天然水),E(海水),拓展练习,谢谢！,
