电解池

(共31张PPT)
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第四章 电化学基础
（第二课时）
第三节电解池
[例]以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。
(1)NaCl溶液:
(2)CuSO4溶液:
阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑ (4H2O 4H++4OH-)
阴极：2Cu2+ +4e-＝2Cu
电解
总反应式：2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑
阴极：2H++2e-=H2↑(2H2O 2H++2OH-)
总反应方程式：2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
电解
1、溶液中哪些微粒？
2、阳极区有哪些离子？
阴极区又有哪些离子？
3、哪个离子先放电？
想一想，H+应该在哪一极生成？
OH-在哪一极？
练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。
（1）AgNO3溶液
（2）Na2SO4溶液
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑(4H2O=4H++4OH-）
阴极：4Ag++4e-=4Ag↓
总反应式：4Ag++2H2O==4Ag ↓ +O2 ↑+4H+
阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑(4H2O=4H++4OH-）
阴极：4H++4e-=2H2 ↑
总反应式：2H2O==O2 ↑+2H2 ↑
通电
通电
３、指出下列装置的名称、电极名称，写出电极反应式，并表示出电子移动方向。
Ⅰ Ⅱ
e-如何流向
e-
池
池
极
极
极
极
智慧在思维中升华
这一堂课我们主要学习了用惰性电极电解水溶液的反应原理及变化规律。
假如我们用较为活泼的金属做为电极来电解，结果一样吗？
氯碱工厂
电解精炼铜车间
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水反应原理
思考:
（1）电解池的两极各产生什么现象 若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象
（2）怎样初步检验两极产物的生成
在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源
1.电解食盐水
现象：
阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变
阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红
阳极：2Cl--2e- =Cl2↑
阴极：2H++2e- =H2↑
总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
(条件:通电)
（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
－
+
Cl2
Cl2
Cl—
H2
Na+
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
阅读P81
画出在铁钥匙上镀上金属铜的简易装置。
特点：一多、一少、一不变。
2. 电镀
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 或惰性电极
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
3.铜的电解精炼
粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等)
纯铜
粗铜
阳极：
Zn→ Zn2+＋2e-
Fe → Fe2+＋2e-
Ni → Ni2+＋2e-
Cu→ Cu2+＋2e-
Zn Fe Ni
CuAg Au
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：6O2--12 e- =3O2↑
阴极：4Al3+ + 12e- =4Al
4.冶炼铝
通电
总式：2Al2O3 4Al+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
二、电解原理的应用（工业生产）
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。
2、电镀
电极反应式
阳极：
2Cl - －2e- == Cl2↑
阴极：
2H+ + 2e- == H2 ↑
总反应：
2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
电镀铜原理
铜片
待镀件
硫酸铜溶液
阳极：镀层金属
电镀液：含有镀层金
属的电解质
阴极：待镀金属制品
归纳总结
电镀应用于铜的电解精练
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)
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
3、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 ↑
思考交流
试比较电解饱和食盐水与电解熔融氯化钠的异同
(提示:比较电解质、电解装置、电极反应、电解产物）
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、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金
练习
1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。
①⑤
⑥⑦
2．100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ）。
A．加入适量的6mol/L的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
B
电解原理应用（做题中）
1、电子守恒规律应用。
2、电解池的工作的原理
电解原理应用（做题中）
1、电子守恒规律应用。
2、电解池的工作的原理
以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式？总结有什么特点或规律？
第一组:HCl、 H2SO4
第二组:NaCl、CuCl2
第三组:Na2SO4、CuSO4
第四组：AgNO3、NaOH
1、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液中，通电电解。当溶液的pH值由6．0下降到2．0 (电解过程中溶液体积变化忽略不计)，阴极析出铜的质量 （ ）
Ａ．16 Ｂ．32 Ｃ．64 Ｄ．128
2、用惰性电极电解M(NO3)ｘ的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是
A. B. C. D.
Ｂ
Ｃ
1、电子守恒规律应用。
3、1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，
c（SO42-）=2mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中
c（K＋）为
A．0.5mol·L－1
B．1mol·L－1
C．1.5mol·L－1
D．2mol·L－1
D
4.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、216mg
B
2、电解池的工作的原理
１.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︰4的是
甲 乙
A B C D
甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4
乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3
B
２.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
X Y
b
Pt
Cu
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
AC
4、如图,当线路接通时,发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)ａ端显蓝色，ｂ端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两电极不反应。
（1）甲、乙分别是什么装置？
（2）写出A、B、C、D
的电极名称以及
电极材料和电极反应式。