《电解池王逢云》PPT课件.ppt
第二节 电解池,一、电解原理：,1、电解氯化铜溶液：,【实验】电解CuCl2溶液并检验有Cl2生成,（1）实验现象及结论：,U形管中注入CuCl2溶液,CuCl2溶液中有哪几种离子？,分别插入两根石墨棒作电极将湿润的碘化钾淀粉试纸放在与电池正极相连电极附近,接通直流电源，观察现象，并检验气体,电流表指针偏转；阴极石墨棒上覆盖一层红色物质；阳极碳棒上有气泡放出，该气体有刺激气味且能使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝。,（2）电解原理：,通电前：CuCl2=Cu2+2Cl-，Cu2+、Cl-为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl移向阳极 失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl-=Cl2+2e-（氧化反应）,阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）,2、电解：,使电流（直流电）通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。,3、电解池（电解槽）：,直流电源；,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,借助电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化成化学能的装置。,4、电解池的工作原理：,电子从电源负极给出,电子进入电解池的阴极,阳离子得电子（发生还原反应）,阳离子移向阴极而导电,阴离子移向阳极而导电,电子流回电源正极,阴离子（或非惰性电极）失电子（发生氧化反应）,电子从电解池的阳极流出,5、放电顺序(电化学中将得失电子的过程叫做放电),阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；,金属（除Pt、Au外）S2IBrCl OH(水)NO3SO42F,阳极：还原性强的金属或阴离子先失电子,阴极Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H（水）Al3Mg2+NaK+（与阳离子的氧化性强弱一致）,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：4H+4e=2H2,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,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,电解水型！,电解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,二、电解化学方程式的书写：,1、必须在等号上标明通电或电解。,电解,电解,2 Cu2+2 H2O=2 Cu+4H+O2(CuSO4),2、只有电解质被电解，方程式中只写电解质及电解产物。,3、只有水被电解，只写水即可。,4、电解质、水同时被电解，则都要写进方程式。,例：2 Cl-+2 H2O=2 OH-+H2+Cl2（NaCl）,注意：总反应的离子方程式必须遵循离子方程式书写的要求，弱电解质不能拆成离子,1、电解法冶炼活泼金属,Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。如工业冶炼铝：,阳极：,6O2-=3O2+12e-,阴极：,4Al3+12e+=4Al,三、电解原理的应用,2、铜的电解精炼,（1）粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,（2）粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液电解,阳极：Zn Zn2+2e FeFe2+2e Ni Ni2+2e,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）：Cu=Cu2+2e-阴极（纯铜）：Cu2+2e-=Cu,比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；,比铜不活泼的金属：Au、Ag不溶解，而以单质沉积形成阳极泥,电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；但需定时除去杂质,3、电镀,（1）概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。,（2）电镀池形成条件,待镀金属制品作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液,（3）电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性基本保持不变,原电池、电解池、电镀池判定规律,若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”,先看电极：两极为导体且活泼性不同,再看溶液：两极插入电解质溶液中,后看回路：形成闭合回路或两极接触,若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。,原电池、电解池和电镀池的比较,形成条件,原电池,电镀池,定义,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置,将化学能转变成电能的装置,正极：还原反应电子流入一极,阴极（还）与电源负极相连的极,活动性不同的两电极（连接）电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）形成闭合回路,两极规定及反应类型,阴极：镀件（还原反应）,两电极连接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路,阳极：镀层金属（氧化反应）,镀层金属接电源正极，做阳极，镀件接电源负极，做阴极电镀液必须含有镀层金属的离子,负极：氧化反应电子流出一极,阳极（氧）与电源正极相连的极,电解池,将电能转变成化学能的装置,例1:将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某电极增重0.064g(不考虑其它反应及溶液体积的变化）。此时溶液中氢离子浓度约为（）A 4103molL1 B 2103molL1 C 1103molL1 D 1107molL1,Cu 2H+,/0.5L=4103molL1,A,例2：用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,例3：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：金属M的相对原子质量及 x、n 值；电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。,Mx+xe-=M0.005mol 0.01mol 0.32g,所以：x=2；M=64；n=3,产生H+为0.01mol，pH=1,
