1、第四章 电化学基础 第三节 电解池 电解原理（以电解氯化铜溶液为例）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 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 电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：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 Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通电前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-阴极阳极通电后（3）判断电极产物并书
2、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-2e-=Cl2氧化反应 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：CuCl2溶液浓度降低 CuCl2 Cu+Cl2 电解 1、电解: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。2、电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。1）构成条件:(1)外加直流电源 (2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应 (3)电解质溶液或熔化的电解质 一、电解的基础知识电子的流向
3、:电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）离子定向移动的方向:阳离子向 阴极移动,阴离子向 阳极移动.惰性电极与活性电极：惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应 活性电极（Ag之前的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应 2）电解池的工作原理阳极：溶液中阴离子阳极失电子-发生氧化反应-电子电源正极阴极：电子从电源负极阴极-溶液中阳离子得电子-发生还原反应电解质的导电过程，就是该溶液的电解过程。3、电解池中正负极的判断（2）根据电子流动的方向判断（3）根据发生的反应判断 与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为阳
4、极；电子流出的一极为阳极，电子流进的一极为阴极；发生氧化反应的一极为阳极；发生还原反应一极的为阴极（1）根据电源正负极判断 4.离子放电顺序活泼金属阳极S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根F-（1）阳极上（氧化反应）(2)阴极上（还原反应）无论是惰性电极还是金属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：上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属，其阳离子越难得到电子，但Fe3+氧化性较Cu2+强。位于氢前的金属离子，H+先放电，位于氢后面的金属离子，金属离子先放电（二）电解规律 阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原CuCl2阳极：2Cl-2 e-=Cl2阴
5、极：Cu2+2e-=Cu减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2 电解1、电解电解质型阳极 阴极 氧气 氢 气 实例 电极反应 浓度 PH值 复原 Na2SO4 阳极:4OH-4e-=2H2O+O2 阴极:4H+4e-=2H2 变大 不 变 加H2O Na2SO4溶液 2H2O 2H2+O2 电解 2、电解水型 阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原NaCl阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 电解减小增大加HClNaCl溶液3、放氢生碱型 实例电极反应浓度PH值复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-4e-=2
6、H2O+O2阴极：Cu2+2e-=Cu减小减小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4电解4、放氧生酸型 电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解类型举 例电极反应溶液PH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解仅溶质电解溶质和溶剂同时电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl减小增大不变H2O增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4减小CuO阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:2H+2e-=H2阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2阳极:
7、2Cl-2e-=Cl2阴极:Cu2+2e-=Cu阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极:Cu2+2e-=Cu电解后溶液的PH变化分析1、H+和OH-均放电决定原溶液的性质如：电解H2SO4、NaOH、Na2SO42、只有H+放电，而OH-不放电PH增大如：电解HCl、NaCl3、只有OH-放电，而H+不放电PH减小如：电解CuSO44、H+、OH-都不放电PH基本不变（考虑水解及气体溶于水的情况）如：电解CuCl21.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是电源的正极 B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2
8、H2O+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 2.在下图所示装置中，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AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC 二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水反应原理思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。在U
9、型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源实验装置电解食盐水现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件:通电)实验装置（1）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。（2）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。氯碱工业:离子交换膜法制烧碱+Cl2Cl2Cl
10、H2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室2.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。粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)纯铜粗铜 阳极：Zn Zn2+2e-Fe Fe2+2e-Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e-Zn Fe Ni CuAg Au 阴极:Cu2+2e-Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液2.电镀
11、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过程，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。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过程，铁片铜片硫酸铜溶液电极：阳极镀层金属 或惰性电极阴极待镀金属制品电镀液：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阳极：6O2-12 e-=3O2 阴极：4Al3+12e-=4Al4.冶炼铝通电总式：2Al2O34Al+3O2 原理: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补充思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?冶炼铝设备图阳极C电解质烟罩熔融态铝钢壳钢导电棒阴极C耐火材料1.a、b哪一极为正极？2.若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？思考:e-
