《第三节 电解池》

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第三节第三节 电解池电解池2022年5月3日星期二教学目标：1、了解电解池的工作原理2、理解离子的放电顺序及电解反应物和产物的判断3、正确书写电解池的电极反应和总反应方程式4、了解电解原理在生产、生活中的应用教学重难点：1、理解离子的放电顺序及电解反应物和产物的判断2、正确书写电解池的电极反应和总反应方程式实验4-2：P79现象：（1）阴极：有红色的固体（铜）析出（2）阳极：有刺激性气味的气泡产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝结论：CuCl2溶液在电流的作用下，分解生成了Cu和Cl2视频阴极：有铜析出阳极：碘化钾淀粉试纸变蓝Cu2+ + 2e- = Cu (C

2、u2+得电子,发生还原反应)2 Cl- - 2e- = Cl2 (Cl-失去电子,发生氧化反应)实验4-2：P79CuCl2 Cu +Cl2电解总反应： 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叫做电解。一、电解原理 2、电解池：把电能转变为化学能的装置，又称电解槽。 3、构成：直流电源、两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路 惰性电极：石墨、金、铂活性电极：石墨、金、铂以外的金属电极材料发生还原反应,与电源的负极相连发生氧化反应,与电源的正极相连电极阴极阳极4、原理电子流向阳极 阴极经电源离子移动方向阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动与原电池的区别阴极阳极e

3、-e- CuCl2溶液中存在着那些离子？为 什么H+ 、OH- 没有得失电子呢?阳离子：H+ 、Cu2+阴离子：OH- 、Cl-离子得、失电子的能力不同4、离子放电及放电顺序 放电：在电极的作用下，离子因得到(或失去)电子而发生还原(或氧化)反应的过程叫做放电。 K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(水) Zn2+ Fe2+ Sn2+Pb2+ H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+ S2IBrClOH含氧酸根(如SO42-、NO3-)F(最高价含氧酸根)KCl溶液练习：判断下列溶液中的离子放电情况CaCl2(熔融)FeSO4溶液HCl溶液CuCl2和NaBr的混合溶液H+、Cl-Fe2+ 、OH

4、-Ca2+ 、Cl-H+、Cl-Cu2+ 、Br -5、电解产物的判断阳极产物 若为活性电极，则电极材料失电子，电极溶解先看电极材料 若为惰性电极(Pt、Au、石墨)，则根据阴离子放电顺序判断阴极产物根据阳离子放电顺序判断练习：判断下列电解产物(均用惰性电极)电解质电解质 溶液溶液含有的离子含有的离子阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物KClNa2SO4HClNaOHK+、H+、Cl-、OH-Na+、H+、SO42-、OH-H+、Cl-、OH-Na+、H+、OH-H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2练习：判断下列电解产物电解质电解质 溶液溶液电极材料电极材料阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物KClN

5、a2SO4HClNaOHFeCuCuPtH2Fe2+H2H2H2O2Cu2+Cu2+练习：判断下列电解产物(均用惰性电极)电解质电解质 溶液溶液放电的离子放电的离子阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物KCl和和CuSO4Na2SO4和和KBrHCl和和FeI2NaOH和和K2SCu2+、Cl-H+、Br -H+、I-H+、S2-CuCl2H2Br2H2I2H2S 6、电极反应和总反应的书写以石墨为电极材料电解KCl溶液为例阳极： 2Cl-2e- = Cl2 阴极：总反应2Cl- +2H2O Cl2+H2+2OH-电解H+是由水电离产生的2H+2e- = H2 2KCl +2H2O Cl2+H2+2

6、KOH电解 6、电极反应和总反应的书写以石墨为电极材料电解HCl溶液为例阳极：2Cl-2e- = Cl2 阴极：2H+2e- = H2 总反应 2HCl Cl2 +H2 电解2Cl- + 2H+ Cl2 +H2 电解 练习：以碳棒为电极，电解下列溶液，写出电极反应式及总化学方程式1、 HI溶液2、 H2SO4溶液3、 Na2SO4溶液4、 AgNO3溶液若使溶液恢复，应加入什么物质电解池小结与电源正极相连阳极阴极与电源负极相连发生氧化反应阳离子移向阴离子移向发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系2、对比原电池与电解池电解池与原电池的比较电解池原电池能量转化电能转化为化学能化学能转化为电能电极

7、名称阳极:与电源正极相连阴极:与电源负极相连 正极:电子流入的一极负极:电子流出的一极离子的迁移方向阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移电极反应的类型阳极氧化阴极还原负极氧化正极还原相同点(从原理分析)都是氧化还原反应二、电解原理的应用电解饱和食盐溶液制烧碱、氯气和氢气一)、氯碱工业Cl2Cl-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+-氯碱工业的简易装置图(离子交换膜电解槽)阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：2H+ + 2e- = H2 总反应：食盐水中存在的离子：

8、Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-离子放电顺序：阳离子:阴离子:2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 电解H+ Na+ Cl- OH-演示实验：电解饱和氯化钠溶液结合教材，分析产生这种现象的原因二、电解原理的应用电解饱和食盐溶液制烧碱、氯气和氢气一)、氯碱工业二)、电镀 在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度2、电镀原理电镀铜原理铜片待镀件硫酸铜溶液阳极：镀层金属阴极：待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液阳极:镀层金属（纯铜板）阴极:待镀金属制品电镀液:含有镀层铜离子的电解质(硫酸铜溶液)电镀铜粗铜的精炼Zn - 2e-

9、= Zn2+阳极泥: 相对不活泼的金属(Ag、Au)以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥电解精炼铜原理粗铜板纯铜板CuSO4阳极:Cu - 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- = Cu 阴极: 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阳极： 铜及比铜活泼的Zn、Fe、Ni、等杂质放电)Ni - 2e- =Ni2+随着电解的进行，电解液(CuSO4)的浓度会逐渐减小纯度可达99.95%99.98%Fe - 2e- = Fe2+二、电解原理的应用电解饱和食盐溶液制烧碱、氯气和氢气一)、氯碱工业二)、电镀 在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法，使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度三）、电冶金M