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1、第四章 电化学基础第3节 电解池 G G Zn Cu CCCuCl2溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：Zn 2e- = Zn2 +正极： Cu2 + 2e- = Cu电池总反应：Zn + Cu2 + = Zn2 + + CuCuCl2溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，有什么现象？复习提问复习提问观察实验观察实验 : :浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，通电一段时间。与电源负极相连的碳棒（阴极）覆盖有一层紫红色物质与电源正极相连的碳棒（阳极）表面出现小气泡，气体使湿润的淀粉KI试纸变蓝。结论：阴极生成铜；阳极生成氯气。(
2、阳极)CC(阴极)CuCl2溶液电解氯化铜溶液的微观反应过程ClClClClCu2+Cu2+Cu2 +、Cl无规则运动Cu2 +、Cl定向运动ClClClClCu2+Cu2+Cu2 +、Cl发生电子得失ClClClClCuCu阴 阳 两 极 上 生成Cu、Cl2Cl2Cl2ee一、电解原理n电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。n电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。n电解池构成条件：1.直流电源2.两个电极 (惰性电极：Pt、Au或石墨)(活性电极：Fe、Cu等)3.电解质溶液或熔融态电解质 4.闭合回路阳极：接电源正极阴极：接电源负
3、极eeeClClCuCu2+2+eeeSOSO4 422CuCu2+2+电源负极电解池阴极溶液中的阳离子在阴极获得电子同时溶液中的阴离子向阳极移动在阳极表面失去电子电子沿阳极回到电源正极在电解过程中是如何形成闭合回路的？ ClClClClCuCu+ 阳 阴电离与电解的比较电离与电解的比较电解必须建立在电离的基础上 发生氧化还原反应生成了新物质 只产生自由移动的离子 电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2 +2Cl- 电解质电离后再通直流电电解质溶于水或受热融化状态联系 特点 过程 条件电解 电离 阴阳离子定向移动，在两极上得失电子成为原子或分子 CuCl2=Cu+Cl2电 解电解池与原
4、电池有哪些异同两电极接直流电源电解质溶液形成闭合回路活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路形成条件将电能转变成化学能的装置将化学能转变成电能的装置定义装置实例电解池原电池装置电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同 ( ( 续续 ) )电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极电子流向阳 极 ： 氧 化 反 应 ， 溶 液 中 的 阴离 子 失 电 子 （ 放 电 ） 或 电 极 金属失电子阴 极 ： 还 原 反 应 ， 溶 液 中 的 阳离子得电子（放电）负极：氧化反应，金属失电子；正 极 ： 还 原 反 应 ， 溶 液 中 的 阳离子得电子电极反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相
5、连负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属或能导电的非金属电极名称电解池原电池装置负极 正极导线电解饱和食盐水实验电解饱和食盐水实验石墨 石墨饱和NaCl溶液以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，推测有何实验现象。电解饱和食盐水实验电解饱和食盐水实验观察到的现象：阳极：阴极：放出有刺激性气味的气体，湿润的KI淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附近溶液变红2Cl2e = Cl22H+ + 2e = H2总反应：2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2电解石墨 石墨饱和NaCl溶液或2H2O + 2e = H2 + 2OH惰性电极石墨(C)
6、、金(Au)、铂(Pt)1. 阴离子失电子顺序（阳极放电顺序）：S2 -I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子，如NO3-、SO42 - F-2. 阳离子得电子顺序（阴极放电顺序）：Ag+ Hg2 + Fe3 + Cu2 + H+（酸） Fe2 + H+ （水） Al3 + Mg2 + Na+ Ca2 + K+溶液中有多种阳离子、阴离子，谁优先？溶液中有多种阳离子、阴离子，谁优先？用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应电解质溶液中离子阴极产物阳极产物H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+ OH- SO42
7、 -H+ OH- Cl-Na+ H+ OH-Na+ Cl- H+ OH-K+ SO42 - H+ OH-Cu2 + Cl- H+ OH-Cu2 + SO42 - H+ OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2以氯碱工业为基础的化工生产含氯漂白剂有机合成、造纸玻璃、肥皂纺织、印染有机合成氯化物合成农药金属冶炼有机合成HCl盐酸电解饱和食盐水二、电解原理的应用1. 氯碱工业H2NaOH湿氯气湿氢气液碱Cl2电镀电镀请写出阴阳两极的电极反应式：阳：Cu - 2e = Cu2 +阴：Cu2 + + 2e = Cu阳极的铜质量减轻请分析阴阳两极、水溶液中的现象：阴极的铁增重，
8、表面均匀覆盖一层红色固体物质溶液的颜色始终无变化（原因：Cu2 + 浓度不变）1. 阳极放电的顺序：非惰性电极，如Fe、CuS2 -I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子F-2. 阴极放电顺序：Ag+ Hg2 + Fe3 + Cu2 + H+（ 酸 ） Fe2 + H+ （ 水 ） Al3 + Mg2 + Na+ Ca2 + K+电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断二、电解原理的应用二、电解原理的应用 2.2. 电镀电镀利用电解的原理在金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属制品电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。电镀过程中电镀液的浓度保持不变（2）实
9、质：阳极参加反应的电解（3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑.思考：如果是给铁镀锌，请你设计一个电镀池。二、电解原理的应用二、电解原理的应用 3.3. 电解精炼铜电解精炼铜电解精炼铜原理：反应原理：阳极（粗铜，含铁、银、金等杂质的铜）：Cu 2e- = Cu2 + Fe 2e- = Fe2 +阴极（纯铜）：2Cu2 + + 4e- = 2CuFe2 +虽然也移向阴极，但Cu2 + 优先反应比铜活泼的金属：Fe只下水，不上岸；比铜不活泼的金属：Au、Pt直接沉底形成阳极泥；电解质溶液中CuSO4的浓度可能越来越小。铜：既下水，又上岸；电解精炼铜原理：练习：设计一个电解精炼镍的装置图，写出两极反
10、应。已知：粗镍中含铁、铜、银等杂质。镍的活动性介于铁与铜之间。镍离子为二价。阳极（粗镍）：Ni 2e- = Ni2 + Fe 2e- = Fe2 +阴极（纯铜）：2Ni2 + + 4e- = 2Ni电解质溶液：含有Ni2 +的溶液即可阳极泥：铜、银二、电解原理的应用二、电解原理的应用 4.4. 电冶金电冶金n汉弗莱戴维，英国化学家、发明家，电化学的开拓者之一。在化学上他的最大的贡献是开辟了用电解法制取金属元素的新途径，电解苛性碱，从而发现了钾和钠，后来又制得了钡、镁、钙、锶等碱土金属。他被认为是发现元素最多的科学家。n你能想得到戴维是用什么具体方法冶炼出金属钠的吗？请画出装置图。二、电解原理的
11、应用二、电解原理的应用 4.4. 电冶金电冶金1、钠的冶炼 电解熔融的NaCl阳极：2Cl-2e- = Cl2阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：2NaCl(熔融) = 2Na + Cl2电 解二、电解原理的应用二、电解原理的应用 4.4. 电冶金电冶金n由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重 要 的 方 法 。 对 于 冶 炼 像 Na、 Ca、 Mg、 Al这 样 活 泼 的 金 属 ， 电 解法几乎是唯一可行的工业方法。2、铝的冶炼 电解熔融的Al2O3阳极：6O2 - 12e- = 3O2阴极：4Al3 + + 12e- = 4Al总反应：2Al2O3
12、(熔融) = 4Al + 3O2电 解冰 晶 石如图所示的装置中，若通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答：(1)电源电极Y的名称为_(2)C中pH值_(填“增大”“减小”或“不变”)(3)通电5min后，B中共收集112mL气体(标准状况)，请写出生成该气体的电极反应_B中电解总反应的离子方程式为_正极不变溶 液 体 积 为 200mL， 则 通 电 后 该 溶 液 的c(H+)为_(设电解前后溶液体积无变化)(4)若 A中 为 200mL 1mol/L的 KCl溶 液 ， 则A中电解总反应的离子方程式为_，电解后溶液的pH=_4OH-4e-=2H2O+O20.1mol/L1
13、3如下图所示，甲池总反应式：2CH3OH3O24KOH2K2CO36H2O下列说法正确的是A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B甲池通入CH3OH的电极反应为CH3OH6e2H2OCO32 8H+C反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL(标况)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体D根据2CrO42 2H = Cr2O72 H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的_极，其电极反应式为_。正4OH- - 4e- = 2H2O + O2已知：锂离子电池的总反应为：LixC + Li1 - xCoO2C + LiCoO2锂硫电池的总反应为： 2Li + SLi2S有关上述两种电池说法正确的是( )A锂离子电池放电时，Li+ 向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电B
