較全探究電解質溶液的性質第1頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四7.1電解質的電離第2頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四一、電解質和非電解質電解質：非電解質：在水溶液或熔化狀態下能導電的化合物在水溶液和熔化狀態下都不導電的化合物

注意：單質既不是電解質也不是非電解質CO2、NH3等溶于水可導電，但導電物質不是本身，所以不是電解質難溶的鹽(BaSO4等)在熔化時能導電，也是電解質(水溶液中溶解的可以電離)

歸納：一般酸、堿、鹽、金屬氧化物(金屬氮化物、金屬碳化物)為電解質大多數有機物為非電解質第3頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四思考：電解質在水溶液中電離與熔化狀態下電離有什么不同？在水溶液中:對于離子化合物,水分子不斷進攻陰離子和陽離子,使它們被水分子包圍后”拖”入水溶液中,成為水合離子.這樣,就造成了離子之間的距離拉遠,不同離子之間的作用減弱,所以離子能自由移動了.對于某些共價化合物,分子本身電荷分布不對稱,一端帶部分正電荷,另一端帶部分負電荷.而水分子也是電荷不對稱,這樣形成的水合離子可以看成為電解質分子”離子化”了,產生了自由移動的離子.在熔化狀態下:對于離子化合物,由于受到熱量的作用,結構中的離子鍵被破壞,陰陽離子之間的相互作用減弱,離子從不能自由移動變為能自由移動.對于共價化合物,即使破壞其中的共價鍵,由于共價鍵被破壞后產生的是原子,不能導電.且較多的共價化合物熔化時破壞的不是共價鍵,而是更弱的分子間作用力.由此,共價化合物熔化時不發生電離.二、電解質的電離電離：電解質溶于水或受熱熔化時，離解成自由移動離子的過程第4頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四強電解質：在水溶液里幾乎完全電離的電解質弱電解質：在水溶液里只有部分電離的電解質三、強電解質和弱電解質強電解質：離子化合物和部分(一般指強)極性鍵化合物包括強酸、強堿、某些鹽、金屬氧化物(金屬氮化物、金屬碳化物)弱電解質：部分(一般指弱)極性化合物包括弱酸、弱堿、水第5頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四強酸：H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4等弱酸：H2SO3、H2CO3、H3PO4、HClO、HF、H2SiO3(難溶)等強堿：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等弱堿：NH3·H2O、(可溶)Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2(難溶)等第6頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四

電解質的電離方程式書寫—強電解質完全電離，書寫時用“=”或“→”

(2)弱電解質練習：寫出下列電解質的電離方程式:HCl、H2SO4、CH3COOH、H2S、KOH、NH3·H2O、Cu(OH)2、NaCl、CH3COONH4、K2CO3、KHCO3、KHSO4—弱電解質部分電離，書寫時用“→”

←(1)強電解質第7頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四四、弱電解質的電離平衡電離平衡：一定條件下，當弱電解質分子電離成離子的速率等于離子重新結合成分子的速率時，電離過程就達到了平衡狀態

_____________________________________

___________________________平衡移動原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度或壓強等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動第8頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四特征——

逆、等、動、定、變平衡移動分析——

勒夏特列原理影響因素——內因（分子本身結構組成）外因①溫度：電離為吸熱過程，溫度升高向電離方向移動②濃度：溶液濃度越小，電離向正向移動弱電解質的電離平衡第9頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四問題討論：1、往醋酸溶液中加入少量的下列物質對醋酸的電離平衡有何影響？加Zn粉、鹽酸、NaOH溶液、CH3COONa(s)、NaCl(s)、Na2CO32、0.3mol/L醋酸溶液中[H+]是0.1mol/L醋酸溶液中[H+]的三倍嗎？3、壓強對電離平衡有無影響？第10頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四7.2研究電解質在溶液中的化學反應第11頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四一、離子反應1．離子反應定義有離子參加的或生成的反應稱為離子反應例如：Ba(NO3)2+K2SO4=BaSO4↓+2KNO3

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O酸、堿、鹽在溶液中發生的反應實質是離子反應在Fe+CuSO4=FeSO4+Cu反應中實際是Fe與Cu2+的反應；Fe+Cu2+=Fe2++Cu該反應雖不是復分解反應，但是離子反應。第12頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四2．離子反應的實質：某種離子的數目發生變化（減少或增加）例如：Ba2+和SO42-可以發生反應因為它們生成BaSO4沉淀，從微觀看由于生成BaSO4沉淀，使Ba2+和SO42-濃度減少。又如：當KCl和NaNO3混合，沒有生成難溶或難電離或氣體物質，從微觀看，反應物四種離子數目沒有改變，所以它們沒有發生離子反應。第13頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四3．離子反應的類型(1)離子間互換的非氧化還原反應：中和反應、復分解反應如：AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3

Ag++Cl-=AgCl↓CuSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Cu(OH)2↓Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓第14頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四(2)氧化還原離子反應：置換反應、部分化合、分解反應等①離子與離子間的反應

2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O②離子與原子間的反應

CuSO4+Fe=FeSO4+CuCu2++Fe=Fe2++Cu③離子與單質分子間的反應

2Br-+Cl2=Br2+2Cl-④離子和化合物之間的反應

MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O⑤分子和分子間的反應

Cl2+H2O=H++Cl-+HClO第15頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四4.離子反應的發生條件氧化還原離子反應和非氧化還原離子反應，各自發生的條件是不同的。（1）氧化還原離子反應：按氧化還原反應的條件進行。離子中高價元素一般具有氧化性（SO42-

、NO3-

、ClO-

、MnO4-

、Fe3+

、Ag+

、H+

等）；離子中的低價元素具有還原性（S2-

、I-

、Cl-

、等）。強的氧化劑和強的還原劑反應生成相應弱還原劑和弱氧化劑。離子反應進行的程度，取決于氧化劑和還原劑的相對強弱。氧化劑或還原劑越強，離子反應進行的越完全。第16頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四（2）非氧化還原離子反應即離子互換反應。也就是酸堿鹽之間的反應。這類反應發生的條件與復分解反應相似。

A．生成難溶物如：Ag++Cl-=AgCl↓B．生成弱電解質如：H++OH-=H2O2H++S2-=H2S↑C．生成易揮發的物質如：CO32-+2H+=H2O+CO2↑第17頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四離子方程式的書寫步驟1．寫：寫出反應的化學方程式。2．拆：將易溶于水、易電離物質寫成離子形式；把難溶的或難電離的物質等寫成化學式。[說明]：①寫成離子的物質是可溶性的強電解質，即：能溶與水的強酸、強堿和大多數的鹽。②寫成化學式的是：非電解質、弱電解質（弱酸、弱堿和水）、易揮發性物質（如CO2、H2S等）和難溶性物質（如AgCl、CaCO3等）以及單質、氧化物、固體等。3．刪：刪去方程式兩邊相同的離子。4．查：檢查離子方程式兩邊各元素的原子個數和電荷是否守恒。第18頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四離子共存有以下性質的離子可以共存：1．離子間不發生氧化還原反應的離子；2．離子間不能生成難溶物的離子；3．離子間不能生成弱電解質的離子；4．離子間不能生成易揮發的物質的離子。第19頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四7.3鹽溶液的酸堿性第20頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四〖試一試〗用pH試紙檢驗下列溶液顯酸性、堿性、中性？

(1)CH3COONa(2)Na2CO3(3)NH4Cl(4)Al2(SO4)3(5)NaCl(6)KNO3結論：

CH3COONa、Na2CO3的溶液顯堿性NH4Cl、Al2(SO4)3的溶液顯酸性NaCl、KNO3的溶液顯中性第21頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四測試對象溶液酸堿性

CH3COONa

Na2CO3KFNH4Cl

(NH4)2SO4Al2(SO4)3NaCl

KNO3Ba(NO3)2實驗結果統計分析及推理：堿性酸性中性生成該鹽的酸堿CH3COOH NaOHH2CO3NaOHHF KOHHClNH3·

H2OH2SO4NH3·H2OH2SO4Al(OH)3HClNaOHHNO3KOHHNO3Ba(OH)2鹽的類型強堿弱酸鹽強酸弱堿鹽強堿強酸鹽第22頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四H2OH++OH_

醋酸鈉在溶液中的變化:CH3COONa=CH3COO_

+Na++

CH3COOHCH3COO+H2OCH3COOH+OH_CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH第23頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四

NH4Cl=NH4++Cl-

+

H2OOH-+H+

NH3.H2O

NH4++H2ONH3.H2O+H+NH4Cl+H2ONH3.H2O+HCl

氯化銨在溶液中的變化:第24頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四鹽類水解的定義在溶液中鹽電離出來的離子跟水所電離出來的H+或OH-結合生成弱電解質的反應,叫做鹽類的水解。第25頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四水解的條件：生成弱電解質水解的實質：破壞了水的電離平衡水解反應與中和反應的關系:酸+堿鹽+水中和水解對概念的理解第26頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四鹽類水解的規律類型實例是否水解水解的離子生成的弱電解質溶液的酸堿性強酸弱堿鹽NH4Cl強堿弱酸鹽CH3COONa強酸強堿鹽NaCl

弱酸弱堿鹽(NH4)2S水解水解不水解強烈水解弱堿陽離子弱酸陰離子無陰、陽離子弱堿弱酸無弱酸、弱堿酸性堿性中性具體判斷誰弱誰水解誰強顯誰性都強不水解第27頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四練習：1.下列溶液pH小于7的是A、溴化鉀B、硫酸銅C、硫化鈉D、硝酸鋇2.下列溶液能使酚酞指示劑顯紅色的是A、碳酸鉀B、硫酸氫鈉C、碳酸氫鈉D、氯化鐵3.下列離子在水溶液中不會發生水解的是A、NH4+B、SO42_

C、Al3+D、F_4.

氯化銨溶液中離子濃度從大到小排列正確的是：ANH4+

、H+

、OH-、Cl_BCl_

、NH4+

、H+

、OH_

CH+、Cl_、NH4+

、OH_DCl、NH4+

、OH-

、H+第28頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四溶質的量溶液的濃度n(H+)n(Ac-)c(H+)c(Ac-)n(HAc分子)c(HAc分子)c(OH-)不變減小增大減小減小增大以一元弱酸稀溶液(1mol/LHAc）加水稀釋為例說明：弱電解質溶液的稀釋問題第29頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四同濃度HCl溶液和HAc溶液稀釋時的pH變化圖

第30頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四同pH的HCl和HAc溶液在稀釋時pH變化圖

第31頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四例1：用pH均為2的鹽酸和醋酸溶液，分別中和等體積、等物質的量濃度的氫氧化鈉溶液，當氫氧化鈉恰好被完全中和時，消耗鹽酸和醋酸溶液的體積分別為V1和V2，則V1和V2的關系正確的是()A.V1>V2B.V1<V2C.V1=V2 D.V1≤V2

如改為：用等物質的量濃度的鹽酸和醋酸，分別中和等物質的量濃度的氫氧化鈉反應至恰好為中性，消耗鹽酸和醋酸溶液的體積分別為V1和V2，則V1和V2的關系正確的是()

BA第32頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四同體積、同濃度一元強酸與一元弱酸的比較：

cc(H+)pH中和堿的能力V(H2)開始υ(H2)HCl相同大小相同相同快HAc小大慢cc(H+)pH中和堿的能力V(H2)開始υ(H2)HCl小相同相同小小相同HAc大大大同體積、同pH一元強酸與一元弱酸的比較：第33頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四AC例2：在甲燒杯中放入鹽酸，乙燒杯中放入醋酸，兩種溶液的體積和pH都相等，向兩燒杯中同時加入質量不等的鋅粒，反應結束后得到等量的氫氣。下列說法正確的是()A.甲燒杯中放入鋅的質量比乙燒杯中放入鋅的質量大B.甲燒杯中的酸過量C.兩燒杯中參加反應的鋅等量D.反應開始后乙燒杯中的c(H＋)始終比甲中的c(H＋)小第34頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四例3：取pH均等于2的鹽酸和醋酸各100mL分別稀釋2倍后，再分別加入0.03g鋅粉，在相同條件下充分反應，有關敘述正確的是

()A.醋酸與鋅反應放出的氫氣多 B.鹽酸與醋酸分別與鋅反應放出的氫氣一樣多C.醋酸與鋅反應速率大 D.鹽酸和醋酸分別與鋅反應的速率一樣大BC第35頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四1、電解質溶液中存在的微粒種類強電解質完全電離:H2SO4=2H++SO42-Na2SO4=2Na++SO42-NaHCO3=Na++HCO3-弱電解質的不完全電離:H2CO3H++HCO3-;HCO3-H++CO32-水的電離:H2OH++OH-鹽類的水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+

CO32-+H2OHCO3-+OH-HCO3-+H2OH2CO3+OH-離子濃度大小的比較問題第36頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四2、電解質溶液中的不等關系：①弱電解質的電離：

例如:在稀H2A溶液中有

H2A?H++HA-

HA-?H++A2-，所以c(H2A)>c(H+)>c(HA-)>c(A2-)第37頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四②離子的水解：例如,NH4Cl溶液中,如不水解應有

c(Cl-)=c(NH4+)

但由于NH4+水解使NH4+濃度降低

c(Cl-)>c(NH4+)

并且NH4+結合水電離出的OH-生成NH3·H2O促進了水的電離

c(H+)>c(OH-)。但水解畢竟是微弱的，所以又有

c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)第38頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四再如，Na2CO3溶液中，由于存在

CO32-+H2O?HCO3-+OH-

HCO3-+H2O?H2CO3+OH-

使得c(OH-)>c(HCO3-)

所以c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)

而在(NH4)2SO4溶液中卻應有

c(NH4+)>c(SO42-)第39頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四類型一:1.將少量NaOH溶液滴入過量的Ca(HCO3)2溶液中；2.將Ca(HCO3)2溶液與NaOH溶液以溶質的物質的量之比1:1混合；3.將Ca(OH)2溶液與NaHCO3溶液以溶質的物質的量比1:1混合；4.少量NaHCO3溶液滴加到過量的Ca(OH)2溶液中。離子方程式書寫中反應物用量問題以上離子方程式均可用下式來表示：OH-+Ca2++HCO3-=CaCO3↓+H2O第40頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四類型二:a.過量的NaOH溶液與Ca(HCO3)2溶液反應；b.NaOH溶液與Ca(HCO3)2溶液以溶質的物質的量之比2:1反應；c.Ca(OH)2溶液與NaHCO3溶液以溶質的物質的量比1:2反應；d.Ca(OH)2溶液與過量的NaHCO3溶液反應。其離子方程式均可用下式表示：2OH-+2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+2H2O+CO32-第41頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四類型三:a.氫氧化鋇和硫酸溶液反應(物質的量任意比)；b.氫氧化鋇和硫酸氫鈉以溶質的物質的量之比1:2反應；c.氫氧化鋇溶液與過量的硫酸氫鈉溶液反應。均可用下式表示其離子反應：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O第42頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四類型四:a.硫酸氫鈉溶液和氫氧化鋇溶液以溶質的物質的量比1:1反應；b.NaHSO4溶液和過量的Ba(OH)2溶液反應。均用下式表示其離子反應：Ba2++H++OH-+SO42-=BaSO4↓+H2O第43頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四類型五:a.CO2與NaOH溶液以反應物物質的量之比1:2反應；b.CO2通入過量的NaOH溶液中。均用下式來表示其離子反應：

CO2+2OH-=CO32-+H2OCO2+OH-=HCO3-請思考下面反應的離子方程式均應如何表示。a.過量CO2通入NaOH溶液中；b.CO2與NaOH溶液以反應物物質的量之比1:1反應。SO2跟NaOH溶液的反應呢？SO2+2OH-=SO32-+H2OSO2+OH-=HSO3-第44頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四離子共存問題1、首先要注意題干條件①在“無色透明”溶液中不含有色離子，常見的有色離子有：Cu2+(藍)、Fe3+(黃)、Fe2+(淺綠)、MnO4－(紫)、Fe[(SCN)]2+(紅)②溶液的酸堿性：a.酸性溶液(限定pH<7或給定指示劑顏色)；在酸性溶液中不能大量共存的離子:OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、ClO-、CH3COO-、b.堿性溶液(限定pH>7或給定指示劑顏色)。在堿性溶液中不能大量共存的離子：

H＋、NH4＋、HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等；c.酸性或堿性溶液(加入鋁片后放出H2的溶液或水電離的

c(OH-)=1×10-12mol/L的溶液，既可能是強酸性又可能是強堿性)③其它限定條件：如“因發生氧化還原反應而不能大量共存”或“溶液中已有……離子”等限制。第45頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四例1:無色透明的溶液，滴加甲基橙呈紅色，在該溶液中能夠大量共存的離子組是()A.K＋,NO3-,Na＋,MnO4-B.NH4+,Mg2+,K+,SO42-C.Fe2+,Ba2+,NO3-,Cl-D.Ba2+,Zn2+,CH3COO-,Cl-BC例2:某飽和溶液中含有三種陽離子：Ag+、Ba2+、Al3+，同時測知此溶液中pH=3，則該溶液中所含有的陰離子可以是下列中的()A.CO32-B.SO42-C.NO3-D.S2-第46頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四2、離子不能大量共存類型(1)相互結合生成難溶沉淀或難電離物質的離子不能共存。酸:H＋與SiO32-、AlO2-、*S2O32-；堿:OH-與Mg2＋、Al3＋、Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋、

Cu2＋、Ag＋等；鹽:Ag＋與Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-、

PO43-等；

Ba2＋與SO42-、CO32-、SO32-、PO43-等；

Ca2＋與CO32-、SO32-、PO43-、HPO42-等。第47頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四(2)相互結合生成氣體的離子不能大量共存。

H＋與CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、

HS-等。(3)相互間能發生氧化還原反應的離子不能共存。

Fe3+與I-、S2-、HS-；

MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-與Fe2+、I-、S2-、

HS-、SO32-、HSO3-等。第48頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四(4)離子間發生雙水解反應的不能大量共存。

Al3+、Fe3+與CO32－、HCO3－、S2－、AlO2－；

NH4+與AlO2－、SiO32－等。(5)離子間相互形成絡合物的不能共存。

Fe3+與SCN－；Ag+與NH3等。

第49頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四7.4電解質溶液在通電情況下的變化第50頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電解飽和食鹽水在U型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽極，一根鐵棒作陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液，并把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。接通直流電源后，注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化。從實驗可以看到，在U型管的兩個電極上都有氣體放出。陽極放出的氣體有刺激性氣味，并且能使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍，說明放出的是Cl2；陰極放出的氣體是H2，同時發現陰極附近溶液變紅，這說明溶液里有堿性物質生成。第51頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四為什么會出現這些實驗現象呢？這是因為NaCl是強電解質，在溶液里完全電離，水是弱電解質，也微弱電離，因此在溶液中存在著Na+、H+、Cl－、OH－四種離子。當接通直流電源后，帶負電的OH－和Cl－向陽極移動，帶正電的Na+和H+向陰極移動。在這樣的電解條件下，Cl－比OH－容易失去電子，在陽極被氧化成氯原子，氯原子結合成氯分子放出，使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍。陽極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應）H＋比Na＋容易得到電子，因而H＋不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，并結合成氫分子從陰極放出。陰極反應：2H＋＋2e－＝H2↑

（還原反應）第52頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四在上述反應中，H＋是由水的電離生成的，由于H＋在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續電離出H＋和OH－，H＋又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區溶液里OH－的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：第53頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四像這種使直流電通過電解質溶液而發生氧化還原反應的過程叫做電解.電解是電能轉變為化學能的過程.可見,電解質溶液的導電過程也就是電解質溶液的電解過程.第54頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四工業上利用這一反應原理，制取燒堿、氯氣和氫氣。在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行。第55頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四離子交換膜法制燒堿

目前世界上比較先進的電解制堿技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究，80年代開始工業化生產。第56頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯或并聯組成。一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網制成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網上涂有鈦、釕等氧化物涂層；陰極由碳鋼網制成，上面涂有鎳涂層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na＋通過，而Cl－、OH－和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質量。一臺離子交換膜電解槽的示意圖（共16個單元槽）。第57頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四在一個U型管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與電池正極相連的電極附近。接通直流電源，觀察U型管內發生的現象及試紙顏色的變化。電解氯化銅溶液第58頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四通過實驗可以觀察到，接通直流電源后，電流表指針發生偏轉，陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質，這是析出的金屬銅；在陽極碳棒上有氣泡放出，并可聞到刺激性的氣味，同時看到濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍，可以斷定，放出的氣體是Cl2。這個實驗告訴我們，CuCl2溶液受到電流的作用，在導電的同時發生了化學變化，生成了Cu和Cl2。第59頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四CuCl2溶液在電流的作用下為什么會分解生成Cu和Cl2呢？這是因為，CuCl2是強電解質，在水溶液中電離生成Cu2+和Cl－：CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－通電前，Cu2+和Cl－在溶液里自由地移動著；通電后，在電場的作用下，這些自由移動的離子，改作定向移動。帶負電的陰離子向陽極移動，帶正電的陽離子向陰極移動。在陽極，Cl－失去電子被氧化成氯原子，并兩兩結合成Cl2

，從陽極放出。在陰極，Cu2+獲得電子被還原成銅原子，覆蓋在陰極石墨棒上。在兩個電極上發生的反應可以表示如下：第60頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四陽極：2Cl－－2e=Cl2↑（氧化反應）陰極：Cu2+＋2e＝Cu（還原反應）把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。跟直流電源的負極相連的電極是電解池的陰極。通電時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極。跟直流電源的正極相連的電極是電解池的陽極，通電時，電子從電解池的陽極流出，沿導線流回電源的正極。這樣，電流就依靠溶液里陰離子和陽離子的定向移動而通過溶液。第61頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電解CuCl2溶液的化學反應方程式就是陽極上的反應和陰極上的反應的總和。

第62頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四在上述電解過程中，沒有提到溶液里的H+

和

OH－。實際上，在水溶液中，還存在著水的電離平衡：

H2O?H++OH－

因此，在CuCl2溶液中，存在著四種離子：Cu2+、Cl－、H+和OH－。通電時，移向陰極的離子有Cu2+和H+，因為Cu2+比H+容易得到電子，所以Cu2+在陰極得到電子生成金屬銅從溶液中析出。通電時，移向陽極的離子有Cl－和OH－，在這樣的實驗條件下，Cl－比OH－容易失去電子，所以Cl－在陽極失去電子，生成Cl2。第63頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四原電池和電解池的比較

原電池電解池能量轉化化學能→電能電能→化學能組成條件①活潑性不同兩電極用導線連接②兩電極插入電解質溶液(自發反應)③形成閉合回路①兩電極與電源連接②兩電極插入電解質溶液③形成閉合回路裝置特征異無電源；兩極材料不同有電源；兩極材料可相同，也可不同同兩極上發生氧化還原反應電極名稱由電極本身決定負極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬(或其它導電性材料)由電源決定陽極：與電源正極連接陰極：與電源負極連接電極反應正極：得電子還原反應負極：失電子氧化反應陽極：失電子氧化反應陰極：得電子還原反應電子流向負極→正極電源負極→陰極電源正極←陽極第64頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四銅的電解精煉

一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。銅的電解精煉原理示意圖

第65頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電解時，用粗銅板作陽極，與直流電源的正極相連，用純銅片作陰極，與電源的負極相連，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作電解液。電解時，兩極發生如下反應：陰極

Cu2++2e=Cu陽極

Cu－2e=Cu2+第66頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四當含雜質的銅在陽極不斷溶解時，位于金屬活動性順序銅以前的金屬雜質如Zn、Fe、Ni等，也會同時失去電子，如：Zn－2e＝Zn2＋Ni－2e=Ni2+但是它們的陽離子比Cu2+難以還原，所以它們并不在陰極獲得電子析出，而只是留在電解液里。而位于金屬活動性順序銅之后的銀、金等金屬雜質，因為給出電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子溶解下來，當陽極上的Cu失去電子變成離子溶解之后，它們是以金屬單質的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥（陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料）。這樣，在陰極就得到了純銅。第67頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四由于陽極上銅溶解的速率與陰極上銅沉積的速率相同，所以溶液中CuSO4的濃度基本保持不變，但需定時除去其中的雜質。用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅，它的純度很高，可以達到99.95％～99.98％。這種銅的導電性能良好，符合電氣工業的要求，因此電解銅被廣泛用以制作導線和電器等。第68頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電鍍銅

電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，它是電解原理的又一重要應用。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。第69頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時，一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液；把待鍍金屬制品浸入電鍍液中與直流電源的負極相連，作為陰極；而用鍍層金屬作為陽極，與直流電源正極相連。通入低壓直流電，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬，覆蓋在需要電鍍的金屬制品上。第70頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四銅有許多優良性能，被廣泛應用于工業中，如人們常在鋼鐵表面鍍銅來改善金屬制件的性能。鍍銅層雖然可以直接用作表層，但通常則主要用于電鍍其他金屬前的預鍍層。例如，在鋼鐵表面電鍍其他金屬時，往往要先預鍍上一薄層銅，然后再鍍所需鍍的金屬，這樣可以使鍍層更加牢固和光亮，因此鍍銅是應用最廣的電鍍方法。第71頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四在燒杯里放入CuSO4溶液，用一鐵制品（用酸洗凈）作陰極，銅片作陽極（如圖）。通電，觀察鐵制品表面顏色的變化。通過實驗，我們可以發現，銀白色的鐵制品變成紫紅色的了。

第72頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四當然，在電鍍的實際生產中，反應過程遠比這個實驗復雜得多。為了使鍍層致密、堅固、光亮，生產中要采取很多措施。例如，在電鍍前要對鍍件進行拋光、除油、酸洗、水洗等預處理，并且還常在電鍍液中加入一些其他鹽類，以增加溶液的導電性，促進陽極的溶解，還要在電鍍液中加入一些添加劑；在電鍍時，要不斷攪拌，并控制溫度、電流、電壓和使電解液的pH在一定范圍之內。第73頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四在電鍍工業的廢水中常含有劇毒物質，如氰化物、重金屬等。這些有毒物質如隨廢水流入自然水域，會嚴重污染水體。氰化物會毒死水中生物，而重金屬會被貝類等吸收，最終危害人類健康。因此，絕不允許將電鍍廢水直接排入自然水域，必須經過處理，回收其中的有用成分，把有毒有害物質的濃度降低到基本無害的水平，符合工業廢水排放標準。減小電鍍污染的另一重要途徑是改進電鍍工藝，盡量使用污染少的原料，如改變電鍍液成分，采用無氰電鍍工藝等。第74頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四電解產物的判斷:陽極產物：①若為金屬電極，則金屬失去電子：M–ne=Mn+②若為惰性電極，則比較溶液中陰離子放電順序，容易失電子的陰離子優先放電。[結論]1.陰離子放電順序:

陰離子失電子能力依次減弱

S2-I-Br-Cl-OH-

含氧酸根F-

陰極產物:與電極材料無關，比較溶液中陽離子放電順序，容易得電子的陽離子優先放電。[結論]2.陽離子放電順序:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+依次減弱第75頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四1、兩池的判斷:

當兩電池串聯時，原電池兩極材料明顯不同，而且有一極能和電解質溶液發生反應，而電解池一般來說兩極材料是一樣的或與電解質溶液不發生反應原電池無外接電源符合原電池的形成條件電解池有外接電源陽極不參加反應為電解池陽極參加反應一般為電鍍池電化學基本原理第76頁，共82頁，2023年，2月20日，星期四2、可逆電池電極的判斷:例：某蓄電池放電、充電時的反應為：Fe+Ni2O3+3H