第三節電解池一、電解原理二、電解原理的應用有關電解

金屬鈉是在1807年通過電解氫氧化鈉制得的，這個原理應用于工業生產，約在1891年才獲得成功。1921年電解氯化鈉制鈉的工業方法實現了。由于金屬鈉在現代技術上得到重要應用，它的產量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業生產多數是用電解氯化鈉的方法，少數仍沿用電解氫氧化鈉的方法。除此之外，電解還有沒有其他用途呢？

電解是將電能轉化為化學能的一種重要方法。一、電解原理【實驗4-2】以電解氯化銅為例實驗：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現象：與正極連接的電極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使濕潤的KI-淀粉試紙變藍（Cl2)與負極連接的電極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液實驗分析：通電前：分析電解質溶液中的離子情況

陽離子：H+、Cu2+

陰離子：OH-、Cl-

做無規則運動通電后：（必須直流電）（1）確定電極名稱：

陽極（接電源正極）

陰極（接電源負極）

與電極材料無關

（3）判斷電極產物并書寫電極反應:

陽離子移向陰極反應，陰離子移向陽極反應

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反應

陰極：Cu2++2e-=Cu還原反應

總式：（2）判斷溶液中實際反應的離子：

陽離子：Cu2+

陰離子：Cl-（4）分析電解質溶液的變化情況：

CuCl2溶液濃度降低

CuCl2Cu+Cl2↑電解分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物陰陽兩極附近有哪些離子結論：電解質通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離子作______________運動；在外電源的作用下（直流電)，改作_________移動而導電。在導電的同時，在陽、陰兩極發生氧化—還原反應，即被電解，電離是__________的前提。

自由定向電解1、電解和電解池1)電解：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叫做電解。2)電解池（電解槽）：把電能轉化為化學能的裝置。★構成條件:(1)外加直流電源

(2)與電源相連的兩個電極：

接電源正極的為陽極，發生氧化反應接電源負極的為陰極，發生還原反應

(3)電解質溶液或熔化的電解質（4）閉合回路2、電解池中的電子的移動方向電源負極→電解池陰極→電解液中的陽離子（被還原）電解池中陰離子（被氧化）→電解池陽極→電源正極3、電解的本質電解質溶液的導電過程就是電解質溶液的電解過程

為何當一個電極存在多種可能的放電離子時，不是大家共同放電，而是只有一種離子放電？放電能力與什么因素有關？（物質在電解池的陰、陽兩極發生反應的過程叫放電。）4、電解質在水溶液中的放電規律陰極：發生____反應，___電子，離子 _____越強，反應越容易。常見陽離子放電順序：(Ag+>Fe3+)>Hg2+>Cu2+>(H+>Pb2+>Ni2

+>Fe2+>Zn2+)>Al3+>Mg2+>Na+

注:括號中離子的氧化性,隨濃度的增大而增強得還原氧化性陽極：發生____反應，___電子，離子 _____越強，反應越容易。①當陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,常見陰離子放電順序：

S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-失氧化還原性②當陽極為金屬電極(即活性電極)時，

金屬電極優先放電,被氧化而溶解。想一想：

若以銅為陽極,鐵為陰極,電解氯化銅溶液，情況又如何？裝置類別電解池原電池構成條件兩個電極（活性可相同）、直流電源、電解質溶液或熔融狀態電解質、閉合回路兩個電極、電解質溶液、閉合回路反應是否自發反應不自發反應能自發電極名稱陰極：接電源負極陽極：接電源正極負極：電子流出極正極:電子流入極電極反應陰極：還原反應陽極：氧化反應負極：氧化反應正極：還原反應能量轉變電能轉換為化學能化學能轉換為電能課后練習分別分析電解氯化鈉溶液和電解熔融狀態氯化鈉的實驗現象，并試寫出電極反應二、電解原理的應用1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣電極反應式陽極：2Cl-

-2e-==Cl2↑陰極：2H++2e-==H2↑總反應：2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑電解熔融氯化鈉通電前,Na+Cl-在____________運動。通電后,Na+向__極(與電源______相連)移動，Cl-向___極(與電源______相連)移動。 電子從電源負極流向_________極,電極反應為__________,發生____________________反應。 電子從電解池陽極流向_______極,電極反應為__________,發生_______________________反應。 總反應為_______________________。陰無規則自由負極陽正極電解池陰2NaCl

2Na+Cl2↑氧化還原電源正2Na++2e-==2Na2Cl-－2e-==Cl2↑2、電鍍簡單來說，電鍍指借助外界直流電的作用，在溶液中進行電解反應，使導電體例如金屬的表面沉積一金屬或合金層。

電鍍原理示意圖電鍍銅原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽極：鍍層金屬電鍍液：含有鍍層金屬的電解質陰極：待鍍金屬制品電鍍應用于銅的電解精練電解銅原理演示電極反應式陰極（純銅）:Cu2++2e-=Cu(還原反應)陽極（粗銅）:Cu-2e-=Cu2+(氧化反應)Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+陽極泥:相對不活潑的金屬以單質的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥3、電冶金制取金屬鈉電解熔融狀態的氯化鈉。陽極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑電解熔融氯化鈉制鈉小結與電源正極相連陽極陰極與電源負極相連發生氧化反應陽離子移向陰離子移向發生還原反應1、電源、電極、電極反應關系2、電解原理的應用：氯堿工業、電鍍、電冶金電離

電解

條件過程特點聯系

電解質溶于水或受熱融化狀態電解質電離后，再通直流電電解質電離成為自由移動的離子。CuCl2=Cu2++2Cl-通電陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成為原子或分子。CuCl2==Cu+Cl2↑只產生自由移動的離子發生氧化還原反應生成了新物質電解必須建立在電離的基礎上電解與電離的區別與聯系練習分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。1．下列說法或實驗現象的描述不正確的是（）。A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現氣泡B．把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現一層鐵C．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度加快D．與電源負極相連的是電解槽的陰極2．100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（）。A．加入適量的6mol/L的鹽酸B．加入數滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液BB作業：課本P833、5、6［課外作業］1、預習課本下一小節的內容2、課外總結電解池和原電池的異同點。第四節金屬的電化學腐蝕與防護一、金屬的電化學腐蝕二、金屬的電化學防護金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產量最多的國家（2005年全國生產鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內生產總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內生產總值將達15萬億元）。根據各國調查結果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經濟損失大致為該國國民生產總值的4%左右。另據國外統計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產和爆炸等造成的間接損失。閱讀：你有何感想？金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結構損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經濟損失，也經常對安全構成威脅。國內外都曾發生過許多災難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環境污染；管道和設備跑、冒、滴、漏，破壞生產環境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。一、金屬的電化學腐蝕金屬陽離子失e-氧化反應（三）金屬腐蝕的類型化學腐蝕電化腐蝕金屬原子（二）金屬腐蝕的本質：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+1、化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕。影響因素：和接觸物質的氧化性及溫度有關。2、電化學腐蝕：不純的金屬或合金與電解質溶液接觸，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。電化學腐蝕的類型析氫腐蝕吸氧腐蝕為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，在潮濕的空氣中卻易生銹？思考與交流1、鐵銹的成份是什么？是怎樣形成的？2、將經過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中．幾分鐘后，導管中的水柱上升了，你知道為什么嗎？科學探究：為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，而在潮濕的空氣中卻易生銹呢？鋼鐵潮濕空氣水膜CO2、SO2、H2S電解質溶液（H+)鐵C原電池電解質溶液形成：H++OH-H2O+CO2H++HCO3-H2O鋼鐵在這過程發生了電化學腐蝕，根據電解質溶液的酸堿性的不同電化學腐蝕可分為兩種。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖思考：你能寫出它們的電極反應式？鋼鐵的腐蝕吸氧腐蝕（演示）析氫腐蝕（演示）發生條件鋼鐵表面吸附的水膜中溶有O2并呈極弱酸性或中性，反應中（）得電子被還原為OH-

。鋼鐵表面吸附的水膜呈現較強酸性。反應時有

析出。電極反應O2H2負極正極總反應Fe-2e-＝Fe2＋2H++2e-=H2Fe＋2H+=Fe2++H24Fe(OH)2＋O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3

·xH2O(鐵銹）+（3-x）H2O2Fe-4e-＝2Fe2＋O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe＋O2+H2O=2Fe(OH)2課堂練習1、如圖,水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發生腐蝕,電極反應式為：負極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發生腐蝕，電極反應式為：負極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑二、金屬的電化學防護影響金屬腐蝕的因素包括：金屬的

和

。本性介質金屬越活潑越容易被腐蝕金屬合金中活潑的金屬易腐蝕例如：鋼鐵腐蝕介質對金屬腐蝕影響很大：金屬在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質溶液，都容易被腐蝕1.影響金屬腐蝕的兩個因素金屬本性介質—金屬是否活潑，純凈—金屬與哪些物質共存2.金屬腐蝕的本質金屬原子失去電子成為陽離子的過程思考與交流根據你的所學知識以及生活經歷，說說金屬有哪些防護方法？<三>金屬的防護方法（常見）1、改變金屬內部組成結構而增強抗腐蝕能力（不銹鋼、青銅器）2、在金屬表面覆蓋保護層（1）涂礦物質油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬－－電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）用化學方法使其表面形成一層致密氧化膜。3、電化學保護法犧牲陽極的陰極保護法（原電池原理）(輪船船身上的鋅塊、地下鋼鐵管道接鎂塊)犧牲金屬保護法思考1、下列事實不能用電化學原理解釋的是（）A鋁片不需要特殊的保護方法。B炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹。C輪船水線以下的船殼上鑲有一定數量的鋅。D鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐腐蝕。2、金屬的腐蝕通常分為哪兩種？試比較它們的異同A

類型化學腐蝕電化學腐蝕

發生的條件

電流

本質

相互關系金屬與接觸物直接反應不純金屬或合金與電解質溶液形成原電池無電流產生有電流產生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕兩者往往同時發生，但電化學腐蝕更普遍化學腐蝕與電化腐蝕比較3、2000年5月，保利集團在香港拍賣會上花費3000多萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B、環境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去C、銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化；D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；（D）上述各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是

。討論與交流4.在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢規律如下：電解池陽極的腐蝕＞原電池陰極的腐蝕＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕5、2、1、3、4作業：課本P882-6［課外作業］1、復習本章內容。章節復習網絡建構一、化學能與電能二、電化學中電解質溶液中離子的流向陽離子發生還原反應的陰極原電池正極電解池陰極趨向(具有氧化性)陰離子發生氧化反應的陽極原電池負極電解池陽極趨向(具有還原性)三、分析電解題的思路方法1、先看陽極材料，再看電解質類型，由此判斷電極產物和電解后溶液的酸堿性2、用惰性電極電解鹽溶液時溶液的酸堿性一般陽(極)顯陽(H+)(陽極放O2生酸)陰(極)顯陰(OH-)(陰極放H2生堿)如電解Na2SO4溶液，陽極附近呈酸性，陰極附近呈堿性，電解后整個溶液呈中性專題要點一、原電池、電解池和電鍍池1、三池比較原電池電解池電鍍池定義形成條件將電能轉化為化學能的裝置將化學能轉化為電能的裝置應用電解原理在某些金屬表面鍍上