第三节_电解池

电化学基础,第四章,福和高级中学化学组,第三节,电解池,我们在初中学习了水的电解，你还记得现象是什么吗？,1、气体生成（比例）,2、你能解释为什么生成气体的比例为21吗？,一、电解原理,实验42：电解CuCl2溶液,分析装置中发生什么变化，进行了什么反应？,阳极：与电源正极相连,阴极：与电源负极相连,实验现象：电流表的指针发生偏转；阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变深，阳极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变浅；阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体，阳极石墨棒上有气泡放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。,实验结论：在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了分解反应：CuCl2=CuCl2Cu生成于阴极的石墨棒上，Cl2生成于阳极的石墨棒上。,原理分析：CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2和Cl。CuCl2Cu22Cl通电前，Cu2和Cl在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。阴极：Cu22eCu阳极：Cl2eCl2电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=CuCl2,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叫做电解。,1、电解的概念,注意：电流必须是直流而不是交流。熔融态的电解质也能被电解。,2、电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。,3、构成电解池的条件,（1）直流电源。（2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。（3）电解质溶液或熔融态电解质。,闭合电路,4、两电极及电极反应阳极（与电源正极相连）：氧化反应阴极（与电源负极相连）：还原反应,思考：,1、在的氯化铜溶液中存在哪些离子？,2、为什么是Cu2+得到电子而不是H+？为什么是Cl失去电子而不是OH？,离子放电顺序：阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。,阴极上放电的先后顺序是：AgHg2Fe3+Cu2H+（酸）Fe2Zn2H+（水）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+；阳极上放电的先后顺序是：金属电极S2IBrClOH（含氧酸根）F,试思考：,如果电解CuSO4溶液，将会生成什么物质？,右图中x、y分别是直流电源两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这情况的,根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2，但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是：,二、电解原理的应用,1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气,氯碱工业,食盐水中存在哪些离子：,Na+、Cl-、H+、OH-,根据放电顺序，试判断两电极上分别发生什么变化？,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2H+2e-=H2,思考：,如果用右图装置电解CuSO4溶液，会出现什么现象？,主要分析各电极的放电情况,2、电镀,在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法,阳极：镀层金属阴极：待镀金属制品电镀液：含有镀层金属的电解质,电镀的特别要求：,电镀原理用于精炼铜,电极反应式阴极：Cu2+2e-=Cu阳极：Cu2e-=Cu2+,杂质：Zn2e-=Zn2+Ni2e-=Ni2+,阳极泥：相对不活泼的金属以单质形式沉积在电解槽底，形成阳极泥,3、电冶金,使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法,电解熔融状态的氯化钠制取金属钠,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2Na+2e-=2Na,原电池与电解池的区别,关于电解的基本计算,第三课时,一、单一溶液的电解,例1：用两个惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当转移2mol电子时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液体积变化可以忽略），电极上析出的质量是多少？,二、混合溶液的电解,例2：在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中用石墨做电极电解，两极均收集到2.24L气体（标况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）A.1moL/LB.2moL/LC.3moL/LD.4moL/L,三、非惰性电极做阳极的电解,例3：用质量均为100g的铜做电极，电解足量的AgNO3溶液，一段时间后，两电极质量相差28g，此时两电极质量分别为：A.阳极93.6g阴极121.6gB.阳极100g阴极128gC.阳极91.0g阴极119.0gD.阳极86.0g阴极114.0g,四、串联电路的电解：,例4：,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：4OH4e=2H2O+O2C.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PH减小，而乙、丙两池溶液PH不变,四、串联电路的电解：,例5：把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了19.2g，金属X阴极质量增加了19.5g，已知X的相对原子质量为65，求X离子所带电荷数？,小结：,电解池计算要注意的方面：,1、放电顺序，可能出现多种离子放电,2、在电解过程中，得失电子守恒,课后作业：,用直流电源电解