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第三节--电解池


②、然后写电极反式 : 阳极:4OH- -4e-=O2↑+2H2O
( 或2H2O-4e-=O2↑+4H+ ) 阴极: 2Cu2++4e-=2Cu
③、最后使得失数相等,两极半反应相加得总方程式;
2Cu2++2H2O 电解 2Cu+O2↑+4H+ (电解离子方程式) 或 2CuSO4+2H2O 电解2Cu+O2↑+2H2SO4(电解化学方程式)
问:电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化?
3、电冶金
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。
(1)钠的冶炼 ——电解熔融的NaCl
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2Na++2e-=2Na 总反应:
酸型 的含氧酸盐 CuSO4阴极:2Cu2++4e- = 2Cu
CuO
练习
1、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。
石墨
石墨 粗铜
纯铜 纯铜

CuSO4溶液 (A)
CuSO4溶液 (B)
CuSO4溶液 (C)
练习
2、如图所示装置,指出A、B池的名称、电极 名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
思考交流
试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
(提示:比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物)
小结
1、电源、电极、电极反应、离子流向的关系
4.为下图所示装置中,a、b都是惰性电极,
通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下
列说法正确的是
A.X是正极,Y是负极
AC
B.X是负极,Y是正极
C.CuSO4溶液的pH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的pH值不变 •X Y •
Pt
Cu
a
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
二、电解原理的应用
1.电解食盐水
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成 氯化物合成
农药
有机合成、造纸 玻璃、肥皂 纺织、印染
2. 电镀
电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上 一薄层其他金属或合金的方法。它是电解原理的又一 重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈 抗腐能力。例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁 有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生 腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属, 如锌、铜、铬、镍等。
能量转化
化学能→ 电能
电能→化学能
练 1、当用铜做电极电解氯化铜溶液时,在阳 极的产物是
A、Cu B、Cl2 C、O2 D、 Cu2+
2、符合电解原理的是:①电解是把化学能转变 为电能 ②电解质溶液导电是化学变化,金 属导电是物理变化 ③不能自发进行的氧化 还原反应,通过电解原理可以实现 ④原电 池的负极与电解池的阳极发生的都是氧化反 应⑤ 电解时电子从电源负极沿导线流入电 解池阴极经电解质溶液流到阳极
OH-没有放电
6.放电顺序:
重点
要判断电极反应的产物,必须掌握离子的放电顺序。
阳极:还原性强的阴离子先失电子
活性电极(除Pt、Au) > S 2->I ->Br ->Cl -
>OH ->含氧酸根离子(NO3 -、SO42-等) >F-
阴极:氧化性强的阳离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)
平遥三中 郭恒梅
研1
1、什么是电解? 2、什么是电解池? 3、构成电解池的条件? 4、什么是放电? 5、电解池的工作原理?
电解池
原电池
电解池装置的构成要素
①直流电源; ②两个电极; ③电解质溶液
(或熔融态); ④形成闭合回路。
原电池装置的构成要素
①两个失电子能力不同 的电极;
②电解质溶液(或熔融态); ③形成闭合回路。
A、生产设备名称:离子交换膜电解槽 阴极:碳钢 阳极:钛
阳离子交换膜:只允许阳离子通过(Cl-、 OH-离子和气体不能通过),把电解槽隔 成阴极室和阳极室。
B、离子交换膜的作用: a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸; b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ,而影响
氢氧化钠的产量。
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
增大
H2O HCl
解质型 不活泼金属
的无氧酸盐
CuCl2
阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极:Cu2++2e- = Cu
CuCl2
放氢生 活泼金属的 碱型 无氧酸盐 NaCl
阳极:2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极:2H++2e- =H2↑
增大 HCl
放氧生 不活泼金属
阳极:4OH- - 4e- =O2↑+2H2O减小
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
2、铝的冶炼 ——电解熔融的Al2O3
阴极:
4Al3++12e-=4Al
烟罩
阳极:
6O2--12e-=3O2↑
总反应: 2Al2O3(熔融) =电4Al+3O2↑
阳极C 阴极C 钢壳
电解质 熔融态铝
钢导电棒
耐火材料
助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期铝补电充解槽
研2 实验4-2 CuCl2 = Cu2++2Cl— H2O H+ + OH— (1)通电前,氯化铜溶液里主要 存在哪些离子?这些离子的运 动情况怎样?
(2)通电后,这些离子的运动情 况有什么改变?
(3)当离子定向运动到电极表面 上时,发生了什么变化?
实验微观解释
①通电前:CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-, Cu2+、Cl-为自由移动的离子;
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 怎样? (2)在电解装置中可否选用铜作阴、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)通电后,溶液中的在阴、阳两极放电的是什么离子? (5)电解后,在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么?怎样初 步检验两极产物的生成?
>Pb2+ > Sn2+ >Fe2+>Zn2+ (浓度大时先于 H+放电) >(H+)水 > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
注意:水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+不放电
思考:
若以铜为阳极,铁为阴极,电解
氯化铜溶液,情况又如何?
阳极:Cu-2e-=Cu2+
阴极:Cu2++2e- =Cu
阳极:湿润的淀粉-KI试纸 阴极:酚酞试液
(1)电解饱和食盐水实验
观察到的现象:
实验装置
阳极: 放出有刺激性气味的气体,
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
阴极2C:l—-2e—=Cl2↑
放出无色、无味气体,附 近溶液变红
2H++2e—=H2↑
2NaCl+2H2O 通电 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
电解质溶液用惰性电极电解的示例:
电解 类型
举例 物质类别 实例
电极反应
溶液 PH 溶液复 变化 原方法
电解 水型
含氧酸
强碱
活泼金属的 含氧酸盐
电解电 无氧酸
H2SO4 NaOH
阳极:4OH--4e-=O2+2H2O 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑Leabharlann 减小 增大Na2SO4
不变
HCl
阳极:2Cl- - 2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e- = H2↑
Cl- Cl- Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Cl-
2.外加电流的作用是这种化学变化的根本动 Ⅱ通电后 力。
实验现象:
阳极 Cl2
(1)与电源正极相连的碳棒有 气泡产生,且有刺激 性气味,能 使湿润的KI-淀粉试纸变蓝
阴极 Cu
(2)与电源负极相连的碳棒上 有红色的固体析出
思考:H+、OH-也定向移动了,为什么H+和
①电极: 阳极——镀层金属




阴极——待镀金属制品
硫酸铜溶液
②电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小
铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种
粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的
导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
复习 G
写出电极反应、电池总反应。 Zn
Cu
负:Zn – 2e- = Zn2+ 正:Cu2+ + 2e- = Cu 总:Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu
CuCl2溶液
思考:若把两根石墨棒作电极插 C
C
入CuCl2 溶液中,外接直流电源, 这还是原电池装置吗?
CuCl2溶液
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