4.2电解池（教学课件20页）——2022-2023学年高中化学人教版（2019）选择性必修1化学反应原理

(共20张PPT)
4.2 电解池
情景课堂
从铜矿石到景泰蓝工艺品
黄铜矿
紫铜胎体
景泰蓝工艺品
黄铜矿
氯化物溶液
浸出液
主要成分
湿法炼铜
粗铜
电解
电解精炼
精铜紫铜胎体
掐丝、点蓝、烧蓝、磨光
镀金
景泰蓝工艺品
01.电解原理
电解CuCl2溶液
1、实验步骤
在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料(如图)，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极(阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。
电解CuCl2溶液
2、实验现象
与电源负极相连（阴极）的石墨棒上：
。
与电源正极相连（阳极）的石墨棒上：
。
Ⅰ通电前
－ ＋
阴极
阳极
Ⅱ通电后
通电前后离子移动示意图
逐渐覆盖一层红色的铜
有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色
电解CuCl2溶液
3、现象解释
CuCl2在水溶液中完全电离：CuCl2=Cu2＋＋2Cl－
通电后，原本在溶液中自由移动的离子改作定向移动；
带负电荷的阴离子(Cl－)向阳极移动，
带正电荷的阳离子(Cu2＋)向阴极移动，
并在两极上发生氧化还原反应，这个过程叫做放电。
电极反应：
阳极：2Cl－－2e－ = Cl2↑(氧化反应)
阴极：Cu2＋＋2e－ = Cu (还原反应)
－－
C
C
Cu
Cl2
阴极
CuCl2溶液
＋
－
总反应:CuCl2 Cu＋Cl2↑
电解
1、定义：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。
2、电离与电解的比较
电离 电解
条件 电解质溶于水或受热融化状态 电解质电离后，再通直流电
过程 电解质电离成为自由移动的离子 阴阳离子定向移动，在两极上放电
举例 CuCl2===Cu2＋＋2Cl－ CuCl2 Cu＋Cl2↑
特点 只产生自由移动的离子 发生氧化还原反应，形成新物质
联系 电解必须建立在电离的基础上
电解池
1、定义：把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2、电解池的两极
阳极——与电源正极相连，发生氧化反应。
阴极——与电源负极相连，发生还原反应。
3、电解池的构成条件
（1）外接直流电源； （2）两个电极；
（3）电解质溶液或熔融的电解质； （4）形成闭合回路。
电解池
4、电解池中电流、电子、离子的移动方向
电流方向：电源正极→阳极，阴极→电源负极。
电子流向：阳极→电源正极，电源负极→阴极。
离子流向：阳离子→阴极，阴离子→阳极。
5、电解池工作原理
通电时，电子从电源的负极沿着导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子定向运动形成内电路，阳离子在阴极得到电子，发生还原反应，阴离子在阳极失去电子，发生氧化反应，电子沿导线流入直流电源的正极。
电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。
电解产物的判断方法
惰性电极电解电解质溶液的规律
惰性电极电解电解质溶液的规律
02.电解原理
的应用
电解饱和食盐水
氯碱工业：电解饱和食盐水，制取烧碱、
氯气和氢气。
(1)电极反应式(并注明反应类型)
阳极：_______________(氧化反应)
阴极：______________ (还原反应)
其中阴极反应中的H＋是由水电离产生的。
(2)总反应式：
_______________________________。
2Cl－－2e－=Cl2↑
2H＋＋2e－=H2↑
氯碱工业的生产过程
电镀
铁合页
镀金合页
电解
氧化
合金
镀层
待镀
镀层
电镀铜 电解精炼铜
示意图
电极材料 阳极：镀层金属铜阴极：待镀金属铁 阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阴极：纯铜
电镀铜 电解精炼铜
电极反应 阳极 Cu－2e－=Cu2+ Zn－2e－===Zn2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Ni－2e－===Ni2＋
Cu－2e－=Cu2+
阴极 Cu2+＋2e－=Cu
电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小
注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥
电冶金
利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
总反应化学方程式 阳极、阴极反应式
冶炼钠 阳极：2Cl－－2e－==Cl2↑
阴极：2Na＋＋2e－==2Na
冶炼镁 阳极：2Cl－－2e－==Cl2↑
阴极：Mg2＋＋2e－==Mg
冶炼铝 阳极：6O2－－12e－==3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－==4Al
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