电解池第一二课时

第四章电化学基础第三节电解池（第一二课时）钠的工业制取金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法。一、电解原理（以电解氯化钠为例）实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝阴极：有银白色固体析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl(Cl2)电极反应式：阳极：阴极：2NaCl2Na+Cl2↑通电总反应：2Cl--2e-→Cl2↑氧化反应2Na++2e-→2Na还原反应一、电解原理1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原的过程。2、电解池(电解槽）：借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。3、电极反应：阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极2Cl——2e—=Cl2↑阳极发生氧化反应2Na++2e-=2Na阴极发生还原反应电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色固体析出(Cu)阴极阳极氯气铜CuCl2溶液电极反应:阳极：2Cl--2e-→Cl2↑氧化反应(阳离子移向阴极)阴极：Cu2++2e-→Cu还原反应(阴离子移向阳极)CuCl2Cu+Cl2↑电解总反应：氯化铜溶液浓度______降低电极产物反思为什么不是氧气呢？为什么不产生氢气呢？说明：得失电子的能力不同失电子能力：Cl-＞OH-得电子能力：Cu2+＞H+放电能力放电次序4、电子的流向负极流出到阴极，再从阳极流到正极。5、离子定向移动的方向6、惰性电极与活性电极惰性电极：仅仅导电，不参与反应如铂、金、石墨活性电极：既可以导电、又可以参与电极反应除铂、金外的金属。阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动.7、电解池构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应接电源负极的为阴极，发生还原反应(3)电解质溶液或熔化的电解质(4)形成闭合回路永不言弃！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离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。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入溶液。②用惰性电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子放电，放电顺序是：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-阳极：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+酸中水中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:离子放电顺序：电解规律阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度PH值复原措施CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu减小增大加CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2↑电解阳极阴极氧气氢气实例电极反应浓度PH值复原措施Na2SO4实例电极反应浓度PH值Na2SO4阳极:4OH-_4e-=2H2O+O2↑阴极:4H++4e-=2H2↑变大不变加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑电解阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度PH值复原措施NaCl阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大通入HCl气体NaCl溶液实例电极反应浓度PH值复原措施CuSO4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2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解电解规律（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水电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4溶质电解无氧酸HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2溶质和水同时电解活泼金属的无氧酸盐NaCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑阳极2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑阳极2Cl—-2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=Cu阳极2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H2O+2e—=H2↑+2OH-阳极：4OH—-4e—=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小增大不变增大增大减小H2OHClCuCl2HClCuO原电池与电解池比较内容原电池电解池能量转换能否自发两个电极电池内离子的迁移方向电子流向构成条件化学能转化为电能电能转化为化学能反应不自发反应自发连接电源的正极，作为阳极相对活泼的金属作为负极连接电源的负极，作为阴极相对不活泼的金属或石墨作为正极阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移两个电极、电解质溶液形成闭合回路。电解池有外电源，原电池无需外电源。比较：氧化反应失去电子还原反应获得电子负极→正极负极→阴极，阳极→正极阳极气体的检验•O2的检验—•Cl2的检验———（黄绿色）（变蓝）（下层呈紫色）（复燃）带火星的木条看气体颜色湿润的淀粉碘化钾试纸气体通入碘化钾溶液后用四氯化碳萃取此法较为简捷方便练习•分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.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。巩固练习2.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B3.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CuSO4AgNO3HClHNO34.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AC5.用两支惰性电极插入500mLAgNO3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、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB