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电解池


思考与讨论 1、在AgNO3、Hg(NO3)2、Cu(NO3)2 的混合溶液中,通电后,首先在阴 极得到电子的是什么离子? 2、在CuCl2、CuBr2、CuI2的混合 溶液中,当通电后,首先在阳极失 去电子的是什么离子?

电解时电极产物的判断
氧化性: Ag+> Hg2+> Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+ 还

原性:

S2- > I- > Br- > Cl- >OH- >含氧酸根

实验探究 请大家利用下列仪器和试剂设 计出一个电解CuCl2溶液的实验, 仔细观察实验现象并对产物进行验 证。 CuCl2溶液、 KI淀粉试纸、培 养皿、石墨电极、电池、导线

实验:用石墨电极电解氯化铜溶液 现象:
阴极:碳棒上有一层红色 的物质析出 ——铜 有气泡,气体有刺 氯 阳极: 气 激性气味,并能使 湿润的 KI-淀粉试纸变蓝 ——Cl2
阳 极
阴 极

CuCl2溶液

结论: CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化,分解生成了Cu和Cl2

实验探究 阳极 阴极 电解Na2SO4溶液,观察现象;电 解一段时间后,每边各滴加几滴石蕊 试液 现象: 在阴阳两极均产生气体; Na SO 溶液 2 4 阴极的水溶液呈蓝色; 碱性 阳极的水溶液呈红色。 酸性 结论: 电解Na2SO4溶液的本质是电解水。

思考与交流 请大家分析并写出当用惰性 电极电解下列溶液时,阴阳极的 电极反应和总反应? HCl CuCl2 NaCl K2S CuSO4 AgNO3 NaOH H2SO4

用惰性电极电解电解质溶液的规律 电解电解质型: 1、 无氧酸、不活泼金属 的无氧酸盐(如HCl、CuCl2等)溶液的 电解 电解盐酸:阴极:2H+ + 2e- =H2↑ 阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑
通电

总反应:2HCl =Cl2↑+H2↑

2、放氢生碱型: 活泼金属的无氧酸盐( 如NaCl、K2S等)溶液的电解。 电解氯化钠溶液 阳极:2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极:2H+ + 2e- = H2↑ 总反应: 通电 2NaCl+2H2O = 2NaOH+Cl2↑+2H2↑

3、 放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸 盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。 电解硫酸铜溶液 2+ + 4e- = 2Cu 阴极:2Cu 阳极:4OH - 4e = O2↑+ 2H2O 总反应: 通电 2CuSO4+2H2O= 2Cu+O2↑ + 2H2SO4

4、电解水型: 含氧酸、强碱、活泼金 属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、 Na2SO4 等)的电解。 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑ 阳极:4OH- -4e- =O2↑+2H2O 总反应:2H2O=2H2↑+O2↑
通电

思考与交流

请大家分析下列电解一段时间后, 为了使其恢复到和原来的溶液一样, 应加入什么物质?
HCl (HCl气体)CuCl2( CuCl2 ) NaCl(HCl气体) 2S (H2S气体) K CuSO4(CuO) AgNO3 (Ag2O) NaOH(H2O) H2SO4 (H2O)

应用一:氯碱工业 如何检验两极产物? (1)原理 阳极(石墨): 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极(石墨): 2H+ + 2e- = H2↑ 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
电解

?Cl2和NaOH如何检验? 阳极: 使湿润的KI淀粉试纸变蓝。 阴极: 滴入酚酞,溶液 变红 。

(2)离子交换膜法制烧碱
1、装置 阳极: 阴极: 阳离子交换膜: 只允许阳离子通 过,阻止阴离子 和气体通过。 阳极室产物: NaOH、 H2 阴极室产物: Cl2 +
淡盐水

Cl2

H2

NaOH 溶液

Na+

精制 水(含少量 饱和食盐水 NaOH)

思考与交流 当电解CuSO4 溶液时,改用铜 做电极,此时, 阴极和阳极的反 应还是和用石墨 电极一样吗?
阳极 Cu 阴极

Cu

CuSO4溶液

Cu 阳极:Cu OH- SO42阴极:Cu H+ Cu2+

应用二: 电镀
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。

电解质溶液中的CuSO4含 量基本保持不变。

应用二:电镀 电解精炼铜
阴极 精 Cu

阳极
粗 Cu

CuSO4溶液

为什么将 粗铜置于 阳极,可 以用来提 纯铜,除 去杂质?

粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Au等杂质

应用二:电镀 电解精炼铜

应用三 电冶金
? 冶炼的本质:使矿石中的金属阳离子得电

子,从它们的化合物中还原出来。 ? 制金属单质的方法: 热分解法:适用于不活泼金属如Hg、Ag等 ; 还原剂法:用C、CO、Al、H2等作还原剂 ,适用于较不活泼金属的冶炼; 电解法:适用于活泼金属单质的制取,如K 、Ca、Na等。

(1)钠的冶炼——电解熔融的NaCl 阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑

阴极:2Na+ + 2e- = 2Na
总反应:

2NaCl(熔融) =
2Na + Cl2↑

电解

(2)铝的冶炼——电解熔融的Al2O3
阴极: 4Al3+ + 12e- = 4Al 阳极:
烟罩 阳极C 熔融态铝 阴极C 钢导电棒

电解质

6O2--12e- =3O2↑ 总反应:
2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑

钢壳

耐火材料

铝电解槽

练习
? 1、分析下图,哪个是原电池,哪个

是电解池。

? 下面哪个电解池是用于电镀的?

C

Cu

Cu

Fe

Ag

Cu

CuCl2溶液

FeSO4溶液

AgNO3溶液

当阳极金属与电解质溶液中的金属 阳离子相同,则为电镀

2、下列说法或实验现象的描述不正确 的是( B ) A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫 酸中,铜片表面出现气泡 B.把铜片插入氯化铁溶液中,在铜片 表面出现一层铁 C.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加 入几滴氯化铜溶液,气泡放出速度加 快 D.与电源负极相连的是电解槽的阴极

例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中 插入两个电极,通电电解(不考虑水分 蒸发),则: ⑴若两极均为铜片,试说明电解过程 中溶液溶质浓度将怎样变化 不变 。 ⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极 反应式是 Zn -2e-=Zn2+

例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中 插入两个电极,通电电解(不考虑水分 蒸发),则: ⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴 极上放电,当电路中有0.01mol电子通 过时,阴极增重 1.28 g,阴极上的电 极反应式是 Cu2+ +2e-=Cu 。

阳极

阴极

CuSO4溶液

阴极: Cu2+ +2e-=Cu 阳极: 4OH--4e-=2H2O +O2↑


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