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1、12一、一、电解原理解原理3直流直流电源源电极极电解解质电极反极反应阴极阴极:阳极阳极:总反反应:Cu2+ClCu2+2eCu2Cl2eCl2Cu2+2Cl电解解CuCl2（还原反原反应）（氧化反（氧化反应）电解解被被还原原得得e失失e被氧化被氧化（放出（放出Cl2）（析出（析出Cu）电解解氯化化铜原理原理CuCl2Cu2+2ClII阴极阴极阳极阳极ee正极正极负极极电源源Cu+Cl2Cu+Cl2（氧化（氧化还原反原反应）41、电解定解定义在外加直流在外加直流电源的作用下，源的作用下，电解解质的阴阳的阴阳离子在阴阳两极离子在阴阳两极发生氧化生氧化还原反原反应的的过程，程，叫叫电解。解。电流是流
2、是发生氧化生氧化还原反原反应的根源、的根源、动力。力。阴阳离子在做定向运阴阳离子在做定向运动导电的同的同时，也就在两极也就在两极发生了氧化生了氧化还原反原反应，生，生成了新物成了新物质；而金属；而金属导电是由自由是由自由电子的定向运子的定向运动形成，无反形成，无反应发生，无生，无新物新物质生成，两者有本生成，两者有本质区区别。明明确确5（1 1 1 1）定）定）定）定义义：把把把把电电能能能能转转化化化化为为化学能的装置。又叫化学能的装置。又叫化学能的装置。又叫化学能的装置。又叫电电解槽解槽解槽解槽（2 2 2 2）形成条件：）形成条件：）形成条件：）形成条件：两个两个两个两个电电极极极极电电
3、解解解解质质溶液或熔融的溶液或熔融的溶液或熔融的溶液或熔融的电电解解解解质质外接外接外接外接电电源源源源阳极：阳极：阳极：阳极：与与与与电电源正极相源正极相源正极相源正极相连连的一极的一极的一极的一极阴极：阴极：阴极：阴极：与与与与电电源源源源负负极相极相极相极相连连的一极的一极的一极的一极2、电解池解池形成形成闭合回路合回路6(3)(3)、电解池中解池中电子及离子移子及离子移动方向：方向：电子由子由电源源负极流向阴极，由阳极流向阴极，由阳极流回极流回电源正极源正极溶液中：阳离子移向阴极，阴离子溶液中：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极移向阳极7(4).(4).原理：阳极失原理：阳极失原理：阳极失
4、原理：阳极失电电子子子子发发生氧化反生氧化反生氧化反生氧化反应应、阴极得、阴极得、阴极得、阴极得电电子子子子发发生生生生还还原反原反原反原反应应(5)(5)、阴阳两极得失、阴阳两极得失电子子规律律(1)(1)(1)(1)阳极：阳极：阳极：阳极：若若若若为为活性活性活性活性电电极（除极（除极（除极（除C C C C、PtPtPtPt、AuAuAuAu外的金属），外的金属），外的金属），外的金属），则电则电极本身失极本身失极本身失极本身失电电子被氧化（注意：子被氧化（注意：子被氧化（注意：子被氧化（注意：Fe-2eFe-2eFe-2eFe-2e- - - -=Fe=Fe=Fe=Fe2+2+2+2+
5、) ) ) ) 若若若若为为惰性惰性惰性惰性电电极（极（极（极（C C C C、PtPtPtPt、AuAuAuAu ），则则由溶液中阴离子由溶液中阴离子由溶液中阴离子由溶液中阴离子“争争争争”失失失失电电子子子子 溶液中阴离子的放溶液中阴离子的放电顺序（失序（失电子能力）是：子能力）是：S S 2-2-II - -BrBr - -ClCl - -OHOH - - 含氧酸根含氧酸根含氧酸根含氧酸根FF- -(2)(2)阴极：无阴极：无论活性活性还是惰性是惰性电极，极，电极本身都不极本身都不参加反参加反应，由溶液中阳离子，由溶液中阳离子“争争”得得电子子AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2
6、+HH+ +（酸）（酸）PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+ H+（水）（水） Al Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa2 2+ +KK+ +阳离子在阴极上放阳离子在阴极上放电顺序（得序（得电子能力）是：子能力）是：9想一想：想一想：若若以以铜为阳极阳极, ,铁为阴极阴极, ,电解解氯化化铜溶液，情况又如何？溶液，情况又如何？(6)电极反极反应及及总反反应的的书写写原原则：得失：得失电子守恒，两极反子守恒，两极反应相加即得相加即得总反反应。书写写电极反极反应时，用，用实际参加反参加反应的离子表示（弱的离子表示（弱电解解质也可用化学式表示）。也可用化学
7、式表示）。书写写总反反应时，注明，注明“电解解”或或“通通电”条件，且弱条件，且弱电解解质必必须写成化学式写成化学式。方法：先看方法：先看电极材料，主要是阳极，再分析得极材料，主要是阳极，再分析得失失电子的物子的物质或离子同或离子同时注意溶液中的离子是注意溶液中的离子是否参加反否参加反应。阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极：Cu2+2e-=Cu2CuSO4+2H2O=2H2SO4+O2+2Cu通通电总反反应：2Cu2+2H2O=4H+O2+2Cu通通电11(7)用惰性用惰性电极极电解解电解解质溶液的溶液的规律律电解水型：含氧酸、解水型：含氧酸、强碱、活碱、活泼金属的金属的含氧酸
8、含氧酸盐。如。如H2SO4、NaOH、Na2SO4等等阳极：阳极：4OH-4e-=O2 +2H2O阴极：阴极：4H+4e-=2H2总反反应：2H2O = 2H2 +O2 通通电电解解质溶液复原所加物溶液复原所加物质：H2OpH变化：原来呈酸性的化：原来呈酸性的pH减小，原来呈碱减小，原来呈碱性的性的pH增大，原来呈中性的增大，原来呈中性的pH不不变分解分解电解解质型：无氧酸、不活型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸金属的无氧酸盐（其中氟化物除外）。如（其中氟化物除外）。如HCl、HBr、CuCl2等等电解解质溶液复原所加物溶液复原所加物质：原溶：原溶质pH变化：若化：若为酸酸则pH增大但不超增大但不
9、超过7，若，若为盐则不定不定（与酸有关），如（与酸有关），如CuCl2忽略忽略Cl2的溶解的溶解则pH增大增大放放H2生碱型：活生碱型：活泼金属的无氧酸金属的无氧酸盐（氟化（氟化物除外），如物除外），如NaCl、KBr、MgCl2等等阳极：阳极：2Cl- 2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2通通电2Cl-+2H2O=2OH-+H2+Cl2通通电电解解质溶液复原所加物溶液复原所加物质：一般：一般为HXpH变化：明化：明显增大增大放放O2生酸型：不活生酸型：不活泼金属的含氧酸金属的含氧酸盐，如，如CuSO4、AgNO3等等阳极：阳极：4OH-
10、4e-=O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-= 2Cu2CuSO4+2H2O=2H2SO4+O2+2Cu通通电2Cu2+2H2O=4H+O2+2Cu通通电电解解质溶液复原所加物溶液复原所加物质：相：相应金属氧化物金属氧化物pH变化：明化：明显减小减小小小结：电解解质溶液复原所加物溶液复原所加物质为：从阴阳两极析：从阴阳两极析出的物出的物质的化合物，即离开体系的物的化合物，即离开体系的物质的化合物。的化合物。15（A）（B）（C）（D）Hg(NO3)2AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.判断判断A、B、C、D属于原属于原电池的是池的是，属于，属于电解解池的是池
11、的是；并写出下列装置的；并写出下列装置的电极反极反应式。式。巩固巩固练习162.2.如上如上图所示，通所示，通电后后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙装置的有关叙述正确的是述正确的是A.PA.P是是电源的正极源的正极B.FB.F极上极上发生的反生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解解时，甲、乙、丙三池中，除，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余两极外，其余电极均参加了反极均参加了反应D.D.通通电后，甲池的后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不不变B173.用铂电极电解
12、下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在和两极，电极极产物物的物的物质的量之比的量之比为12的是的是 甲 乙v A B C Dv甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4v乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 甲甲乙乙D184.为下下图所所示示装装置置中中，a、b都都是是惰惰性性电极极，通通电一一段段时间后后，b极极附附近近溶溶液液呈呈红色色。下下列列说法正确的是法正确的是AX是正极，是正极，Y是是负极极BX是是负极，极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的pH值逐逐渐减小减小DCuSO4溶液的溶液的pH值不不变a XYbPtCuCuSO4
13、溶液溶液NaCl和酚和酚酞溶液溶液AC19二、二、电解原理的解原理的应用用1.电解食解食盐水水阳极：湿阳极：湿润的淀粉的淀粉KI试纸阴极：酚阴极：酚酞试液液20v现象：象：v阳极：有气泡阳极：有气泡产生，使湿生，使湿润的淀粉的淀粉KI试纸变蓝v阴极：有气泡阴极：有气泡产生，滴加生，滴加酚酚酞溶液溶液变红实验装置装置阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2总式：式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2通通电电解解饱和和食食盐水可以制造水可以制造烧碱、碱、氯气和气和氢气。气。阴极阴极产物物阳极阳极产物物21（1）生）生产设备名称：离子交名称：离子交换膜膜电解槽解槽
14、阴极：碳阴极：碳钢网网 阳极：阳极：钛网网 阳离子交阳离子交换膜：只允膜：只允许阳离子通阳离子通过,Cl-、OH-和气体不能通和气体不能通过，把，把电解槽隔成阴极室解槽隔成阴极室和阳极室。和阳极室。 （2）离子交）离子交换膜的作用：膜的作用：a、防止、防止氢气和气和氯气混合而引起爆炸；气混合而引起爆炸；b、避免、避免氯气和气和氢氧化氧化钠反反应 ，而影响，而影响氢氧氧化化钠的的产量。量。氯碱工碱工业:离子交离子交换膜法制膜法制烧碱碱22+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡淡盐水水NaOH溶液溶液精制精制饱和和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交离子交换膜膜 阳阳 极极金属金
15、属钛网网阴阴 极极碳碳钢网网阳阳极极室室阴阴极极室室阴极室中加入阴极室中加入NaOH是是为了增了增强导电性性23粗粗盐的成份：的成份： 泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与，会与碱性物碱性物质反反应产生沉淀，生沉淀，损坏离子交坏离子交换膜膜精制食精制食盐水水杂质的除去的除去过程：程：粗粗盐水水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水水242.2.铜的的电解精解精炼一般火法冶一般火法冶炼得到的粗得到的粗铜中含有多种中含有多种杂质（如（如锌、铁、镍、银、金等），、金等），这种粗种粗铜的的导电性性远不能不能满足足电气工气工业的要求，如果用以制的要求，如果用以制电线，就会大
16、大降低，就会大大降低电线的的导电能力。因此必能力。因此必须利用利用电解的方法精解的方法精炼粗粗铜。粗粗铜含含杂质(ZnFeNiAgAu等等)纯铜粗粗铜阳极：阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+ZnFeNiCuAgAu阴极阴极:Cu2+2e-=Cu阳极泥阳极泥问：电解完后，解完后，CuSO4溶液的溶液的浓度有何度有何变化？化？CuSO4溶液溶液阳极泥阳极泥: 不活不活泼金属以金属以单质的形式沉的形式沉积在在电解槽底解槽底,形形成阳极泥成阳极泥,阳极泥中可以提阳极泥中可以提取取贵金属金属253. 3. 电镀电镀是利用是利用电解原理在某些金属
17、表面解原理在某些金属表面镀上一薄上一薄层其他金属或合其他金属或合金的金的过程，它是程，它是电解原理的又一重要解原理的又一重要应用。用。电镀可以使金属更可以使金属更加美加美观耐用，增耐用，增强防防锈抗腐能力。例如，抗腐能力。例如，钢铁是人是人们最常用的最常用的金属，但金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它有个致命的缺点，就是它们易被腐易被腐蚀。防止。防止钢铁发生腐生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。等。电镀：电镀是利用是利用电解原理在某些金属表面解原理在某些金属表面镀上一薄上一薄层其他金属或合金的其他金属或合金的过程程，铁片片
18、铜片片硫酸硫酸铜溶液溶液电极：极：阳极阳极镀层金属金属或惰性或惰性电极极阴极阴极待待镀金属制品金属制品电镀液：含有液：含有镀层金属离子的金属离子的电解解质溶液。溶液。264、电冶金冶金制取金属制取金属钠电解熔融状解熔融状态的的氯化化钠。阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极： 2Na+2e-=2Na总反反应：2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl227电解解熔熔融融氯化化钠制制钠28阳极：阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：阴极：4Al3+ + 12e- =4Al冶冶炼铝通通电总式：式：2Al2O34Al+3O2原理原理:助熔助熔剂：冰晶石（：冰晶石（Na3AlF6六氟合六氟合铝酸酸
19、钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化和熔融氧化铝需要定期需要定期补充充思考思考:工工业上上为什么用什么用电解熔融氧化解熔融氧化铝的方法冶的方法冶炼铝而而不用不用AlCl3?29冶冶炼铝设备图阳极阳极C电解解质烟罩烟罩熔融熔融态铝钢壳壳钢导电棒棒阴极阴极C耐火耐火材料材料30思考交流思考交流试比比较电解解饱和食和食盐水与水与电解熔融解熔融氯化化钠的异同的异同(提示提示:比比较电解解质、电解装置、解装置、电极反极反应、电解解产物）物）小小结与与电源正极相源正极相连阳极阳极阴极阴极与与电源源负极相极相连发生氧化反生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生生还原反原反应1、电源、源、电极
20、、极、电极反极反应关系关系2、电解原理的解原理的应用：用：氯碱工碱工业、电镀、电冶金冶金31电解池、解池、电解精解精炼池、池、电镀池的比池的比较电解池解池电解精解精炼池池电镀池池定定义形成形成条件条件电极极名称名称电极极反反应将将电能能转变成化学能成化学能的装置。的装置。应用用电解原理在某些解原理在某些金属表面金属表面镀上一上一层其其它金属的装置。它金属的装置。两两电极接直流极接直流电源源电极插人极插人电解解质溶液溶液形成形成闭合回路合回路镀层金属接金属接电源正极源正极待待镀金属接金属接电源源负极极电镀液液须含有含有镀层金金属的离子属的离子阳极：阳极：电源正极相源正极相连阴极：阴极：电源源负极
21、相极相连阳极：阳极：镀层金属；金属；阴极：阴极：镀件件阳极：氧化反阳极：氧化反应阴极：阴极：还原反原反应阳极：氧化反阳极：氧化反应阴极：阴极：还原反原反应应用用电解原理将不解原理将不纯的金属提的金属提纯的装置。的装置。不不纯金属接金属接电源正极源正极纯的金属接的金属接电源源负极极电解解质溶液溶液须待提待提纯金属的离子金属的离子阳极：不阳极：不纯金属；金属；阴极：阴极：纯金属金属阳极：氧化反阳极：氧化反应阴极：阴极：还原反原反应321下列下列说法或法或实验现象的描述不正确的是（象的描述不正确的是（ ）。）。A把把铜片和片和铁片片紧靠在一起浸入稀硫酸中，靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出片表面出现气
22、泡气泡B把把铜片插入片插入氯化化铁溶液中，在溶液中，在铜片表面出片表面出现一一层铁C把把锌粒放入盛有粒放入盛有盐酸的酸的试管中，加入几滴管中，加入几滴氯化化铜溶液，气泡放溶液，气泡放出速度加快出速度加快D与与电源源负极相极相连的是的是电解槽的阴极解槽的阴极2100mL浓度度为2mol/L的的盐酸跟酸跟过量的量的锌片反片反应，为加快反加快反应速率，又不影响生成速率，又不影响生成氢气的气的总量，可采用的方法是（量，可采用的方法是（ ）。）。A加入适量的加入适量的6mol/L的的盐酸酸 B加入数滴加入数滴氯化化铜溶液溶液C加入适量蒸加入适量蒸馏水水 D加入适量的加入适量的氯化化钠溶液溶液 3用石墨作
23、用石墨作电极，极，电解解1mol/L下列物下列物质的溶液，溶液的的溶液，溶液的PH值保保持不持不变的是（的是（ ）。）。AHCl BNaOH CNa2SO4 DNaCl4下列关于下列关于铜电极的叙述，正确的是（极的叙述，正确的是（ ）。）。A铜锌原原电池中池中铜是正极是正极 B用用电解法精解法精炼粗粗铜时，铜作阳极作阳极C在在镀件上件上电镀铜时可用金属可用金属铜作阳极作阳极 D电解稀硫酸制解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极作阳极 331.a、b哪一极哪一极为正极？正极？2.若要若要给铁叉叉镀锌，a极极选用什么材料？用什么材料？选择何种溶液？何种溶液？思考思考:e-34金属性金属性强弱的判断弱的判
24、断 已知已知M+N2+=M2+N Pt极极电解相同解相同浓度度P和和M的硫酸的硫酸盐，阴极先析出，阴极先析出M N与与E有有导线相相连放放入入E的硫酸的硫酸盐溶液溶液,电极反极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活四种金属活泼性由性由强到弱到弱为 答案：答案：PMNE35工工业上采用上采用Fe、C为电极极电解解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解解时,应以以 作阴极，作阴极，电解解过程中阴极附近溶程中阴极附近溶液液pH将会将会 , 2.阳极反阳极反应式式为 , 3.总电解反解反应式式为 . 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:Fe 增大增大
25、MnO42_e e- -=MnO436 电解解计算算电子守恒法子守恒法例一例一 ： 铂电极极电解解1LCu(NO3)2和和KNO3混混合溶液合溶液,通通电一段一段时间,两极均两极均产生生11.2L(S.T.P)气体气体.求求电解后溶液的解后溶液的pH,并确定并确定析出析出铜的物的物质的量的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极阳极转移移电子的物子的物质的量的量为: 0.54 = 2mol,消耗消耗4OH- 2mol,即即产生生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以
26、溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的移的电子子:0.5 2=1mol,故故还有有1mole- 用于用于还原原Cu2+,可析出可析出铜为0.5mol. 37O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算算关系式：关系式：例二例二：用石墨用石墨电极极电解解100mLH2SO4与与CuSO4的混合的混合液，通液，通电一段一段时间后，两极均收集到后，两极均收集到2.24L（标况）气况）气体，体，则原混合液中原混合液中Cu2+的物的物质的量的量浓度度为（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol
27、，所以Cu为0.1mol，浓度为A38例三例三： 某硝酸某硝酸盐晶体化学式晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量，式量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性溶液，用惰性电极极进行行电解。当有解。当有0.01mol电子子转移移时，溶液中金属离，溶液中金属离子全部析出，此子全部析出，此时阴极增重阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相的相对原子原子质量及量及x、n 值；电解溶液的解溶液的pH（溶液体（溶液体积仍仍为100mL）。）。Mx+xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n =3产生H+为0.01mol，pH=1
