电解池工作原理

有红色物质析出有刺激性气味的气体产生，且可使湿润的淀粉KI变蓝生成Cu生成Cl2CC阴极阳极CuCl2溶液实验现象：阴极：阳极：实验结论：阴极：阳极：电极反应：阴极：阳极：Cu2+

＋2e－

=Cu2Cl－－

2e－=Cl2↑还原反应氧化反应总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑

电解电解可以使非自发的氧化还原反应得以发生小结：阳离子（即Cu2+）得电子，发生还原反应阴离子（即Cl－）失电子，发生氧化反应阴极：阳极：当两极的电极材料是碳棒时：思考：

在

CuCl2溶液中，存在Cu2＋、Cl－、H＋和OH－，为什么电解时是Cu2＋得电子而不是H＋

，Cl－失电子而不是OH－呢？离子放电顺序：

①活性材料作阳极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。

②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3->SO42-(等含氧酸根离子）>F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+

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：阳极：阴极: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5电极反应式、电解方程式的书写：例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，方法

阴极：阳极：③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；电解电解＞阴极：阳极：4OH－－4e＝O2↑+2H2O2Cu2+＋4e＝2CuOH－

SO4

2－H+Cu2+H2OH++OH－CuSO4

＝Cu2++SO4

2－①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：②、然后写电极反应式：2Cu＋O2↑+4H+或2CuSO4+2H2O（电解化学方程式）2Cu＋O2↑+2H2SO42Cu2++2H2O（电解离子方程式）＜练习：完成电解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:CuBr2溶液：KCl溶液：CuSO4溶液：Na2SO4溶液：用铜为阳极，铁丝网为阴极，电解CuCl2溶液。阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H++4e-=2H2↑总反应：2H2O2H2↑+O2↑阳极：2Cl--2e-==Cl2↑阴极：2H++2e-==H2↑2HClH2↑+Cl2↑

总反应：阳极：Cu–2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e-=2Cu总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑电解规律（惰性电极）小结

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅡⅢⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2

、HClⅠ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>（H+）>Al3+>Mg2+>Na+

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阳极：4OH-→4e-=O2+2H2O阴极：4H++4e-=2H2↑减小增大不变H2O阳极：2Cl-→

2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=

H2↑增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl-→

2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=

Cu减少CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl-→

2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH-→

4e-

=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e-=

2Cu减小CuO4.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①和④两极，电极产物的物质的量之比为1︰2的是甲乙

ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3

甲乙D5.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．CuSO4溶液的pH值逐渐减小D．CuSO4溶液的pH值不变

a

•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC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-=Zn2+（氧化反应）正极：2H++2e-

=H2↑（还原原应）

阳极：2CI--2e-=CI2

↑(氧化反应)阴极:Cu2++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-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总式：2NaCl+2H2O=＝＝2NaOH+H2↑+Cl2↑通电电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。（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—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）阳离子交换膜

阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室粗盐的成份：

泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－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Ca2+.Mg2+精制盐水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(ZnFeNiAgAu等)纯铜粗铜阳极：

Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-

Ni

→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-

ZnFeNiCuAgAu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3.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，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①电极：阳极——镀层金属阴极——待镀金属制品②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4、电冶金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阳极：6O2--12e-=3O2↑阴极：4Al3++12e-=4Al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?电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池相同点不同点通常采用惰性电极电极通常不参加反应。不纯金属作阳极，纯金属做阴极阳极溶解，参加电极反应镀层金属做阳极镀件做阴极阳极溶解，参加电极反应电解质溶液浓度通常发生变