第三节电解池

第三节电解池,1.理解电解池的工作原理。2.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。,电解法在元素发展史中的重要地位,如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液，电极均为石墨棒，请猜想并画出电解装置的草图。利用这个装置，可能获得什么单质？这些单质分别在哪一个电极上生成？,看视频，观察阴阳两极有何变化？,实验现象：,阳极-,与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味，,与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出.,阴极-,Cl2,Cu,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝.,看完视频，回答下列问题,CuCl2溶液在电流的作用下为什么会生成Cu和Cl2呢？,问题1：通电前，氯化铜溶液中含有哪些微粒?问题2：在通电时这些微粒各向什么极移动？思考3：通电后在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？,Cu2+,Cl-,H+,OH-,Cu2+和H+向阴极，OH-和Cl-向阳极,电解氯化铜溶液,电解原理,1.电解：电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。,2.电解池：将电能转化为化学能的装置。,构成电解池的条件：,1.直流电源、两个电极；,2.电解质溶液或熔融的电解质；,3.闭合回路。,电极名称及电极反应,1.阳极：,（1）与电源正极相连,电子流出；,（2）阴离子移向该极，失电子，发生氧化反应。,2.阴极：,（1）与电源负极相连，电子流入；,（2）阳离子移向该极，得电子，发生还原反应。,电极反应式：,阴极：,阳极：,2Cl2e=Cl2,Cu2+2e=Cu,还原反应,氧化反应,总反应：,尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。,与电源正极相连,与电源负极相连,电源、电极、电极反应关系,在溶液中存在Cu2+、Cl-、H+、OH-四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+、Cl-？,阳离子：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+K+阴离子：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根,离子放电顺序（惰性电极）,1.阳离子的放电顺序与金属活动性顺序相反(Fe3+大于Cu2+)，阴离子的放电顺序与常见的几种非金属单质的活泼性顺序相反。,2.当Fe3+和Cu2+共同在溶液中时，先Fe3+e-=Fe2+，然后Cu2+放电。,3.金属电极做阳极，金属本身被氧化（金、铂除外），溶液中的阴离子不放电。4.无论活性电极还是惰性电极做阴极，阴极均不参加反应。,电解原理应用,用惰性电极电解食盐水，两极的产物是什么？,提示：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,判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序,先电离,后电解,电极方程式的书写,1.电解饱和NaCl溶液,两极材料：碳棒或其他惰性电极,NaCl=Na+Cl-,阴极：,阳极：,2Cl2e=Cl2,2H+2e=H2,2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,总反应：,通电,H2O=H+OH-,阳极：,使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,阴极：,滴入酚酞，溶液变红,阳极产物Cl2和阴极产物NaOH（H2）如何检验？,2.写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总反应式,3.写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式,阳极,4OH-4e-=2H2O+O2,阴极,2Cu2+4e-=2Cu,总反应,阳极(Cu)：,阴极(Cu)：,Cu-2e=Cu2+,Cu2+2e=Cu,完成下列的问题,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=Cu,减小,减小,CuCl2溶液,电解规律,阳极,阴极,O2,H2,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-=2H2,变大,不变,Na2SO4溶液,2H2O2H2+O2,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,减小,增大,NaCl溶液,电解质溶液电解规律（惰性电极）,阳极:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-,与区：电解本身型如CuCl2与区：放氢生碱型如NaCl与区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3与区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH,阴极:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+,电解原理的应用,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,电镀应用于铜的精炼,电极反应式阴极(纯铜):Cu2+2e-=Cu(还原反应)阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+(氧化反应),杂质：Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+,阳极泥:相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2Na+2e-=2Na,总反应：,2NaCl(熔融)2Na+Cl2,电解熔融氯化钠制钠,电解池,原理,应用,电能转化为化学能,阳极：氧化反应阴极：还原反应,氯碱工业电镀电解精炼铜电冶金,1.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时阳极发生还原反应C.精铜连接电源负极，其电极反应是Cu+2e-=Cu2+D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥,D,2.在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计正确的是（）A.铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D.铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子,A,3.如图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是（）A