化学：第四章第三节《电解池》

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第四章 电化学基础电解池选修4 · 化学反应原理〖复习回顾〗原电池：将化学能转变为电能的装置。想一想：构成原电池的条件是什么?⑴两个活性不同的电极⑵电解质溶液(一般与活泼性强的电极能发生氧化还原反应)⑶形成闭合回路

(4)自发进行的氧化还原反应〖复习回顾〗原电池：将化学能转变为电能的装置。问一问：原电池的电极如何判断?联想*质疑CuCl2溶液负极：正极：电池总反应：CuCl2溶液如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？〖复习回顾〗写一写：原电池的电极反应式?Zn – 2e- = Zn2+Cu2+ ＋ 2e- = CuZn+Cu2+ = Zn2++Cu　　　CuCl2溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了Cu和Cl2一、电解原理（以电解氯化铜为例）实验4-2：用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液阴极阳极氯

气铜CuCl2溶液　　　有气泡，气体有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝　　　碳棒上有一层红色

的物质析出现象： 阴极： 阳极：——铜——Cl2 结论：电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：第三节 电解池一、电解原理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。2、电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置注意：①电流必须是直流而不是交流。

②熔融态的电解质也能被电解。【思考1】电解池的两极是怎样确定的？ ３、两个电极及电极反应阴极：与电源负极相连——电子流进——还原反应

阳极：与电源正极相连——电子流出——氧化反应⑴、两个电极的确定及电极反应阴极阳极⑵、两个电极的类型：惰性电极(铂、金、石墨)：

　　　　——仅仅导电，不参与反应

活性电极(除铂、金外的金属)：

　　　　——既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极与活性电极【思考2】形成电解池的条件是什么？ 阴极阳极阴极阳极4、形成电解池的条件⑴与电源相连的两个电极⑵电解质溶液或熔化的

电解质⑶形成闭合回路阴极阳极【思考3】在电解过程中，电子、离子是如何形成闭合回路的？ 电子的流向: 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注意：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）

离子定向移动的方向:

阳离子向阴极移动,

阴离子向阳极移动。【思考4】电解质溶液导电的实质是什么？ 阴极阳极5、电解质溶液导电的实质 对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。【思考5】如何书写电极反应方程式和总方程式？通式：

阴极：氧化剂＋ne-　=　还原产物

阳极：还原剂－ne-　=　氧化产物

总电解反应式：阴阳极反应式相加所得的式子（考虑电子守恒）６、电极反应式的书写：

（以电解CuCl2 为例）阴极阳极阳离子移向阴极放电，

阴离子移向阳极放电

阴极：Cu2++2e-＝Cu 　还原反应

阳极：2Cl- -2e- ＝Cl2 ↑ 氧化反应

总反应式：加CuCl2溶液变小【思考6】电解后氯化铜的浓度如何变化？【思考7】若要使电解质溶液复原，怎么办？【思考8】什么叫放电？阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。【思考9】为什么Cu2+、Cl-放电，而不是

H+和OH-？ 阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关

阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关【思考10】阴阳离子的放电顺序是什么？７、离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)> Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>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: ①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。

②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序是：S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子）>F-阳极：【思考11】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2＋和Cl－放

电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？ 溶液中Cu2+和Cl—放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在H+和OH—， H+在阴极放电，OH—在阳极放电，实际上是电解水的过程，所以：

阴极：4H+ + 4e— = 2H2 ↑

阳极：4OH— －4e— =2H2O + O2 ↑

总反应：2H2O = 2H2↑ + O2 ↑ 【思考12】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。电解（1）溶液中所含阳离子：H+、Na+，

放电顺序：H+ > Na+

阴 极：2H+ + 2e— = H2 ↑（2）溶液中所含阴离子：OH—、Cl—，

放电顺序：Cl— > OH—

阳 极：2Cl— －2e— = Cl2 ↑总反应： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 ↑+ Cl2 ↑【思考13】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。电解 熔融的氯化钠中有Na+和Cl— ，Na+在阴极放电生成金属钠，Cl—在阳极放电生成氯气。

阴极：2Na+ +2e- = 2Na  （氧化反应）

阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑

（还原反应）

总式：

阴极阳极氯

气钠熔融NaCl 【思考14】分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？ 小结1：分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后，

最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子【思考15】电解与电离有哪些异同呢？ 阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。如：

CuCl2==Cu+Cl2↑通电电解质溶于水或受热融化状态

电解质电离后，再通直流电

电解质电离成为自由移动的离子例：CuCl2=Cu2++2Cl-只产生自由移动的离子 发生氧化还原反应生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上 【思考16】电解池与原电池有哪些异同呢？ 小结2：电解与电离比较：【思考17】电解池有什么规律？ 电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移

阳离子向阴极迁移化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移

阳离子向正极迁移都是氧化还原反应小结3：原电池与电解池的比较:不自发自发小结4：电解规律阴极阳极氯

气铜阳极：2Cl--2 e- =Cl2↑阴极：Cu2++ 2e-=2Cu减小增大CuCl2CuCl2溶液阳极阴极氧气氢

气阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑变大不

变 加

H2O

Na2SO4溶液2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑阳极阴极氯气氢

气阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑阴极: 2H ++ 2e- =H2 ↑2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑减小增

大 加

HCl

NaCl溶液阳极阴极氧

气铜阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑阴极：Cu2++ 2e- = Cu减小减小 加

CuOCuSO4溶液电解规律（惰性电极）小结 阳极：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F- Ⅰ与Ⅲ区：电解本身型 如CuCl2 、HCl

Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如NaCl

Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3

Ⅱ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：含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑

阳极:4OH-－4e-=O2↑+2H2O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↓增大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CuO放氢生碱放氧生酸巩固练习1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液)：

H2SO4 HCl NaOH

K2SO4 CuCl2 CuSO4

NaCl KMnO4

2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时，阴极析出的物质是_____；阳极产物是_____。

3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，阳极的产物是____；阴极的产物是____。练习4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A) (B) (C)练习5、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。

6.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。7.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-=2H2O+O2↑

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 8.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

A B C D

甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4

乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D9.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

AC 二、电解原理的应用1、氯碱工业（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）阳极：2Cl - －2e- == Cl2↑阴极：2H+ + 2e- == H2 ↑总反应：食盐水中存在的离子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-离子放电顺序：

阳离子　 H+ ＞ Na+

阴离子　 Cl- ＞ OH-电极反应：

H+Na+Cl-OH-阴极阳极

氧化反应

还原反应

若电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：

___________ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？

阴极附近的溶液无色变为红色

阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色. 阴极:产生无色、无味气体

(2)避免生成物H2和Cl2混合,

因为: .

(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,

反应方程式: .第一个问题:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题（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；

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—H2H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极室阴极室提示：第二个问题：精制食盐水电解饱和食盐水必须解决两个主要问题泥沙、Na 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A例3 ： 某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，相对分子质量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：

①金属M的相对原子质量及 x、n 值；

②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。 Mx+ + xe- = M

0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3产生H+为0.01mol，pH=1练习：用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：

A、27mg B、54mg

C、108mg D、216mgB[文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]

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