单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,第四章 电化学基础,第三节 电解池,1第四章 电化学基础第三节 电解池,2,一、电解原理,2一、电解原理,3,直流电源,电极,电解质,电极反应,阴极,:,阳极,:,总反应,:,Cu,2+,Cl,Cl,Cu,2+,+2e,Cu,2Cl,2e,Cl,2,Cu,2+,+2Cl,电解,CuCl,2,（,还原,反应）,（,氧化,反应）,电解,被还原,得,e,失,e,被氧化,（放出,Cl,2,）,（析出,Cu,）,电解氯化铜原理,CuCl,2,Cu,2+,+2Cl,I,I,阴极,阳极,e,e,正极,负极,电 源,Cu +Cl,2,Cu +Cl,2,（,氧化还原,反应）,3直流电源电极电解质电极反应阴极:阳极:总反应:Cu2+Cl,4,1,、电解原理,在外加,直流电源,的作用下，电解质的,阴阳离子,在阴阳,两极,发生,氧化还原反应,的过程，叫电解。,电流是发生氧化,还原反应的根源、动力。,阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；而金属导电是由自由电子的定向运动形成，无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。,明,确,41、电解原理在外加直流电源的作用下，电解质的阴阳离子在阴阳,5,定义：,把,电能,转化为,化学能,的装置。,组成：,两个电极、,电解质溶液、,直流电源,电极,阳极,：,与外电源,正极,相连的电极，,出,电子，,氧化,反应。,阴极,：,与外电源,负极,相连的电极，,进,电子，,还原,反应。,惰性,电极,：,C,、,Pt,、,Au,等，不论做阴极、阳极，,本身都不反应。,活泼,电极,：,Fe,、,Cu,、,Ag,等,做,阴极,本身,不反应,做,阳极,，本身,被氧化,溶解。,电 解 池,电极材料,2,、,5定义：把电能转化为化学能的装置。组成：两个电极、电解质溶液,6,3,、构成电解池的条件：,直流电源；,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,电极,电解质溶液或熔融电解质；,形成闭合的回路,63、构成电解池的条件：直流电源；与电源负极相连的电极为阴,7,判断下列属于何种电池？,A,B,7判断下列属于何种电池？AB,8,4.,电解池电极反应规律（阳氧阴还）,(1),阴极：得电子，还原反应,电极本身不参加反应,一定是电解质溶液中阳离子,“,争,”,得电子,(2),阳极：失电子，氧化反应,若为金属（非惰性）电极，电极失电子,若为惰性电极，电解质溶液中阴离子,“,争,”,失电子,84.电解池电极反应规律（阳氧阴还）(1)阴极：得电子，还,9,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据,阳极氧化,，,阴极还原,分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,9分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化,10,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：,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-,SO,3,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,NO,3,-,SO,4,2-,(,等含氧酸根离子）,F,-,10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：,11,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2,+,(,H,+,),Al,3+,Mg,2+,Na,+,Ca,+,K,+,注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按,H,+,不同时按（,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,:,11Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+F,12,想一想,：,若,以,铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？,12想一想：若以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情,13,练习：,完成下列溶液的电极反应。,(,以石墨为电极电解,),硫酸溶液,：,盐酸,：,NaOH,溶液,:,CuBr,2,溶液：,KCl,溶液：,CuSO,4,溶液,：,Na,2,SO,4,溶液：,电极反应式、电解方程式的书写：,13练习：完成下列溶液的电极反应。(以石墨为电极电解),14,阳极：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,阴极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,总反应：,2H,2,O 2H,2,+O,2,14阳极：4OH-4e-=2H2O+O22H,15,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,2HCl,H,2,+,Cl,2,总反应：,15阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+,16,阳极：,Cu 2e,-,=Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,16阳极：Cu 2e-=Cu 2+,17,阳极：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,阴极：,2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,总反应：,2CuSO,4,+,2H,2,O,2Cu+2,H,2,SO,4,+O,2,17阳极：4OH-4e-=2H2O+O2阴极,18,电解规律（惰性电极）小结,阳极：,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,F,-,与,区：电解本身型 如,CuCl,2,、,HCl,与,区：放氢生碱型 如,NaCl,与,区：放氧生酸型 如,CuSO,4,、,AgNO,3,与,区：电解水型 如,Na,2,SO,4,、,H,2,SO,4,、,NaOH,阴极：,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Fe,2+,Zn,2+,（,H+,）,Al,3+,Mg,2+,Na,+,18电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2-I-,19,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,H,2,SO,4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na,2,SO,4,无氧酸,HCl,阳极：,4OH,-,4e-=O,2,+2H,2,O,阴极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,减小,增大,不变,H,2,O,阳极：,2Cl,-,2e-=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=,H,2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl,2,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=,Cu,减少,CuCl,2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=,H,2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO,4,阳极：,4OH,-,4e,-,=O,2,+2H,2,O,阴极：,2Cu,2+,+4e,-,=,2Cu,减小,CuO,19 电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解举 例电,20,（,A,）,（,B,）,（,C,）,（,D,）,Hg(NO,3,),2,AgNO,3,AgNO,3,NaHSO,4,Ag,Cu,Cu,C,Pt,Pt,Ag,Fe,1.,判断,A,、,B,、,C,、,D,属于原电池的是,，属于电解池的是,；并写出下列装置的电极反应式。,巩固练习,20（A）（B）（C）（D）Hg(NO3)2AgNO3A,21,2.,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,是电源的正极,B.F,极上发生的反应为：,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,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,212.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述,22,3.,用铂电极电解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，,电极产物的物质的量之比为,12,的是,甲 乙,A B C D,甲,KOH H,2,SO,4,Na,2,SO,4,CuSO,4,乙,CuSO,4,AgNO,3,HCl HNO,3,甲,乙,D,223.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后,23,4.,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,B,X,是负极，,Y,是正极,C,CuSO,4,溶液的,pH,值逐渐减小,D,CuSO,4,溶液的,pH,值不变,a,X Y ,b,Pt,Cu,CuSO,4,溶液,NaCl,和酚酞溶液,AC,234.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后,24,装置,原电池,电解池,实例,原理,形成条,电极名称,电子流向,电流方向,电极反应,能量转化,应用,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,（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,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极：,2H,+,+2e,-,=H,2,（还原原应）,阳极：,2 CI,-,-2e,-,=CI,2,(,氧化反应,),阴极,:,Cu,2+,+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,24装置原电池电解池实例原理电极名称电子流,25,二、电解原理的应用,1.,电解食盐水,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,?,阳极：湿润的淀粉,KI,试纸,阴极：酚酞试液,25二、电解原理的应用1.电解食盐水思考:阳极：湿润的淀粉,26,现象：,阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉,KI,试纸,变蓝,阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液,变红,实验装置,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,总式：,2NaCl+2H,2,O=,2NaOH+H,2,+Cl,2,通电,电解饱和,食盐,水可以制造烧碱、氯气和氢气。,26现象：实验装置阳极：2Cl-2e-=Cl2通电电解,27,（,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,210,27（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽氯碱工业:离子交换膜,28,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡盐水,NaOH,溶液,精制饱和,NaCl,溶液,H,2,O,（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,28+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH,29,粗盐的成份：,泥沙、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2,杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,精制食盐水,杂质的除去过程：,粗盐水,含少量,Ca,2+,.Mg,2+,精制盐水,29粗盐的成份：