1、高中化學：1.2.3-電解池的工作原理及應用-課件-蘇教版選修4-一、電解原理一、電解原理電解電解: :使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。極引起氧化還原反應的過程。電流是發生反應的動力電流是發生反應的動力( (使不能自發進行使不能自發進行的反應順利進行的反應順利進行) )陰陽離子做定向移動的導電過程陰陽離子做定向移動的導電過程, ,也就是也就是兩極發生氧化還原的過程兩極發生氧化還原的過程, ,即電解質溶液的即電解質溶液的導電過程即為電解過程導電過程即為電解過程電流是直流電。電流是直流電。在電解過程中電能轉化為化學能。在電解過程中電能轉化為

2、化學能。二、電解池：二、電解池：1、定義：、定義：電能轉化為的化學能的裝置電能轉化為的化學能的裝置2、形成電解池的條件：、形成電解池的條件： 與電源相連的兩個電極與電源相連的兩個電極 電解質溶液或熔化電解質電解質溶液或熔化電解質 形成閉合回路形成閉合回路3、電極名稱：、電極名稱： 陰極陰極: :與電源負極相連與電源負極相連, ,進電子進電子, ,還原反應還原反應 陽極陽極: :與電源正極相連與電源正極相連, ,出電子出電子, ,氧化反應氧化反應4、電極材料、電極材料 惰性電極：惰性電極：C C、PtPt、AuAu不發生反應不發生反應 活性電極：活性電極：AgAg及以前金屬，作陽極則溶解及以前金

3、屬，作陽極則溶解陽離子得電子或陰離子失電子使離子電荷陽離子得電子或陰離子失電子使離子電荷降低的過程叫做放電。降低的過程叫做放電。 5 5、電解時離子放電順序、電解時離子放電順序陰極陰極: :陽離子放電，金屬活動順序的反順序陽離子放電，金屬活動順序的反順序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+陽極陽極: :S2IBrCl OH含氧酸根含氧酸根F 活性電極活性電極(Ag以前以前)，電極失電子，電極失電子惰性電極惰性電極(Pt、Au、石墨、石墨)，陰離子放電，陰離子放電注意注意(一一)Fe3+ Cu2+；(二二)電鍍時：受離子濃度影響電鍍時：受離子濃度影響 Ag+Hg2+Fe3+

4、Cu2+Pb2+Fe2+Zn2+ H+1、寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液、寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應式的電極反應式2、寫出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的、寫出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應式電極反應式練習練習陽極陽極 (C)(C)： 2Cl 2Cl 2e2eClCl2 2陰極陰極 (C)(C)：2H2H+ + +2e +2e HH2 2 陽極陽極 (Cu)： Cu 2eCu2+ 陰極陰極 (Cu)： Cu2+ +2e Cu 6 6、電解規律、電解規律( (用惰性電極電解用惰性電極電解) )電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液

5、酸鹽溶液 實質是電解水；實質是電解水； 電解后溶液中溶質的質量分數增大，若電解后溶液中溶質的質量分數增大，若要恢復原來的濃度，加水。要恢復原來的濃度，加水。 pHpH值三種變化值三種變化電解質先電離成離子，向兩極移動，分別電解質先電離成離子，向兩極移動，分別在兩極得失電子。在兩極得失電子。電解無氧酸溶液電解無氧酸溶液( (除氫氟酸除氫氟酸) )、不活潑金屬的、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液。無氧酸鹽溶液。 實質是電解電解質本身實質是電解電解質本身. . 電解后溶質的質量分數減小，若要恢電解后溶質的質量分數減小，若要恢復原來，需加入一定量的溶質復原來，需加入一定量的溶質 pHpH值變化值變化電解不活潑

6、金屬的含氧酸鹽電解不活潑金屬的含氧酸鹽是電解水和電解質。是電解水和電解質。電解后溶質的質量分數減小電解后溶質的質量分數減小, ,若要恢復若要恢復原來原來, ,需加入一定量金屬氧化物。需加入一定量金屬氧化物。 pHpH值減小值減小電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液是電解水和電解質是電解水和電解質電解后溶質的質量分數減小，若要恢復電解后溶質的質量分數減小，若要恢復原來，需通入一定量的原來，需通入一定量的HXHX等。等。pHpH值增大值增大1、用兩支惰性電極插入、用兩支惰性電極插入500mLAgNO3 溶液中，溶液中，通電電解。當電解液的通電電解。當電解液的PH值從值從6.0變為變

7、為3.0時時(設電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電設電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的，電極上析出銀的質量大約是質量大約是 （ ） A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgBA 2、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解 100mLH2SO4和和 CuSO4的混合溶液，通電一段時間后，兩極均收集到的混合溶液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體（標準狀況下），原混合溶液中氣體（標準狀況下），原混合溶液中Cu2+的物質的量濃度為的物質的量濃度為 （ ） A1mol/L B2mol/L C3 mol/L D4 m

8、ol/L三、電解原理的應用三、電解原理的應用1 1、銅的電解精煉、銅的電解精煉粗銅含的雜質粗銅含的雜質Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液粗銅的精煉粗銅的精煉 粗銅做陽極，純銅做陰極，粗銅做陽極，純銅做陰極， CuSOCuSO4 4溶液做電解液溶液做電解液(3)(3)電極反應式電極反應式(4)(4)陽極上比銅不活潑的金屬，沉積于陽極底陽極上比銅不活潑的金屬，沉積于陽極底部，成為陽極泥，可以提煉金、銀等貴重金屬部，成為陽極泥，可以提煉金、銀等貴重金屬2 2、電鍍、電鍍概念：概念：應用電解原理在某些金屬表面鍍上應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。

9、一層其它金屬或合金的過程。電鍍池形成條件電鍍池形成條件+鍍件鍍件鍍層金屬鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液含鍍層金屬離子的鹽溶液鍍件作陰極鍍件作陰極鍍層金屬作陽極鍍層金屬作陽極含鍍層金屬陽離子含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液的鹽溶液作電解液電鍍的特點電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變為了使鍍層致密、堅固、光滑，還要采取一些措施：為了使鍍層致密、堅固、光滑，還要采取一些措施：(1)鍍件進行拋光和清洗，使鍍件潔凈、光滑；鍍件進行拋光和清洗，使鍍件潔凈、光滑；(2)電鍍液的離子濃度始終保持恒定，常將電鍍液制電鍍液的離子濃度始終保持恒定，常將電鍍液制成絡合物；成絡合

10、物；(3)電鍍時，要不斷攪拌，并控制溫度、電流、電壓，電鍍時，要不斷攪拌，并控制溫度、電流、電壓，使電鍍液使電鍍液pH在一定范圍內。在一定范圍內。 在電鍍工業的廢水中常含有劇毒物質，如氰化在電鍍工業的廢水中常含有劇毒物質，如氰化物、重金屬離子等，物、重金屬離子等， 減少電鍍污染的途徑：減少電鍍污染的途徑： (1)電鍍廢水經過處理，回收其中有用成分，把有電鍍廢水經過處理，回收其中有用成分，把有毒有害物質的濃度降低到符合工業廢水的排放標準毒有害物質的濃度降低到符合工業廢水的排放標準.(2)改進電鍍工藝改進電鍍工藝,盡量使用污染少的原料盡量使用污染少的原料.如采用無如采用無氰電鍍等氰電鍍等閱讀了解閱

11、讀了解稀稀3、電解飽和氯化鈉溶液、電解飽和氯化鈉溶液電解前應除去食鹽溶液中的電解前應除去食鹽溶液中的Ca2+、Mg2+、SO42- 等雜質離子等雜質離子4、鋁的冶煉、鋁的冶煉（1）電解）電解AlCl3溶液能否得到單質鋁？溶液能否得到單質鋁？（2）電解熔融狀態的）電解熔融狀態的AlCl3能否得到單質鋁？能否得到單質鋁？（3）為了降低）為了降低Al2O3的熔點，加入什么？的熔點，加入什么？（4）電解）電解Al2O3的電極反應和電解總式？的電極反應和電解總式？冶煉其它活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂等）冶煉其它活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂等）練習練習1：在：在50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插的硫酸銅溶

12、液中插入兩個電極，通電電解入兩個電極，通電電解(不考慮水分蒸發不考慮水分蒸發)，則：，則：若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液溶質濃度將怎樣變化溶質濃度將怎樣變化 。若陽極為若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應式純鋅，陰極為銅片，陽極反應式是是 。如果兩極均為銅片且不考慮如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放在陰極上放電，當電路中有電，當電路中有0.01mol電子通過時，陰極增電子通過時，陰極增重重 g，陰極上的電極反應式，陰極上的電極反應式是是 。不變不變0.32Zn 2eZn2+Cu2+ +2eCu2 2、利用反應，設計一個原電池裝置。、利用反應，設計一個

13、原電池裝置。（1 1）畫出裝置圖）畫出裝置圖（2 2）標明電極材料和電解質溶液）標明電極材料和電解質溶液（3 3）寫出電極反應）寫出電極反應3 3、將兩支惰性電極插入、將兩支惰性電極插入500mL CuSO500mL CuSO4 4溶液中，溶液中，接通電源接通電源（1 1）寫出電極反應式：）寫出電極反應式： 陽極：陽極： 陰極：陰極：（2 2）當兩極上析出）當兩極上析出1.6g Cu1.6g Cu時（設電解時陰時（設電解時陰極沒有氫氣放出，且電解液在電解前后體積極沒有氫氣放出，且電解液在電解前后體積變化忽略不計），則電解后溶液的變化忽略不計），則電解后溶液的 pHpH是是（3 3）經一段時間后

14、，兩極均能得到）經一段時間后，兩極均能得到11.2L11.2L氣氣體（標準狀況），則原體（標準狀況），則原CuSOCuSO4 4溶液的物質的量溶液的物質的量濃度是濃度是 （4 4）若將經過（）若將經過（3 3）以后的溶液恢復原來的）以后的溶液恢復原來的濃度，需要向溶液中加入濃度，需要向溶液中加入 molmol的的（1）1mol/L0.5CuO全國以惰性電極電解全國以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽極溶液，若陽極上產生的氣體的物質的量為上產生的氣體的物質的量為0.0100 mol，則，則陽極上析出陽極上析出Cu的質量為的質量為( ) A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12g廣

15、東科學家近年來研制出一種新型細菌燃料廣東科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進電池，利用細菌將有機物轉化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發電。電池負極入以磷酸為電解質的燃料電池發電。電池負極反應為反應為:()A H22OH2H2O2e B O24H4e2H2OC H22H2e D O22H2O4e4OHBC江蘇某同學按右圖所示的裝置進行電解實江蘇某同學按右圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是驗。下列說法正確的是( ) A電解過程中，銅電電解過程中，銅電 極上有極上有H2產生產生 B電解初期，主反應電解初期，主反應方程式為：方程式為：Cu+H2S

16、O4 CuSO4+H2 C電解一定時間后，電解一定時間后， 石墨電極上有銅析出石墨電極上有銅析出 D整個電解過程中，整個電解過程中，H的濃度不斷增大的濃度不斷增大B C廣東三氧化二鎳（廣東三氧化二鎳（Ni2O3）可用于制造高能）可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調調NiCl2溶液溶液pH至至7.5，加放適量硫酸鈉后進行電，加放適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產生的解。電解過程中產生的Cl2在弱堿性條件下生成在弱堿性條件下生成ClO，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是確的是( )A 可用鐵作陽極材料可用鐵作陽極

17、材料B 電解過程中陽極附近溶液的電解過程中陽極附近溶液的pH升高升高C 陽極反應方程式為：陽極反應方程式為：2Cl2eCl2D 1mol二價鎳全部轉化為三價鎳時，外電路二價鎳全部轉化為三價鎳時，外電路中通過了中通過了1mol電子。電子。C D【原電池與電解池的結合】【原電池與電解池的結合】池及電極的判池及電極的判斷方法斷方法有一極能與電有一極能與電解液反應則該解液反應則該極為原電池、極為原電池、該極負極，與該極負極，與之相連的為電之相連的為電解池的陰極。解池的陰極。若都能反應，若都能反應，則活潑性最強則活潑性最強的或兩極差距的或兩極差距最大的為原電最大的為原電池池原電池、電解池、電鍍池判定規律原電池、電解池、電鍍池判定規律1 1、無外接電源，、無外接電源， 可能是原電池：可能是原電池：依據原電依據原電池的形成條件判定，池的形成條件判定， “ “三看三看” 電極：電極：兩極為導體且