1、第三节电解池第三节电解池 一、教学目标： 1理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2了解氯碱工业，电镀，冶金的原理 3掌握电解电极方程式的书写。 二、教学重点： 电解原理及应用 三、教学过程： 我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。化学能也能转变为 电能，用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学 能。 第三节电解池 一、电解原理 讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。 金属 电解质 导电粒子 导电状态 温度影响 导电实质 电子定向移动 过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。 实验：现象一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析 出，分析为铜。 讲：要
2、分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。 1电极 阳极与电源正极相连 阴极与电源负极相连 隋性电极只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au) 活性电极既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？ 通电前：CuCl2=Cu 2+2Cl- H 2O H +OH- 通电中：阳离子（Cu 2+,H+）向阴极移动被还原； 阴离子（Cl -,OH-）向阳极移动被氧化 讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。 2电极反应( 阳氧阴还 ) 阳极：2Cl - -2e-=Cl 2 (氧化) 阴极：Cu 2+2e-=Cu(还原) 总电极方程式：_ 放电：阴离子失去电子
3、或阳离子得到电子的过程叫放电。 3电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起 氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。 讲：所以电解质导电的实质便是电解 电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化 学能的装置叫电解池或电解槽。 问：构成电解池的条件是什么？ 电源、电极、电解质构成闭和回路。 思考： 电解 CuCl2水溶液为何阳极是 Cl -放电而不是 OH-放电，阴极放电 的是 Cu 2+而不是 H+ ？ 4离子的放电顺序 阴极： （阳离子在阴极上的放电顺序(得 e-)） Ag +Hg2+Fe3+Cu2+H+( 指酸电离 的)Pb 2+Sn2+Fe2+Zn2+A
4、l3+Mg2+Na+Ca2+K+ 阳极(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失 e-） S 2-I-Br-Cl-OH-NO 3 -SO 4 2-( 等含氧酸根离 子)F -(SO 3 2-/MnO 4 -OH-) (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 问：放电能力弱于 H +和 OH的物质在水溶液中放电吗？ 否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。 问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫 酸，为什么？可以加食盐吗？ 练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的 电极方程式。 5电解规律： （1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是
5、 电解水，电解水型。 问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解 吗？ 电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2？氧气溶解度大于 氢气 又为何硫酸一定大于 2，而氢氧化钠可能等于 2？硫酸根可能放 电。 （2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不 活泼金属，放氧生酸型。 练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜 原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。 （3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分 解电解质型。 （4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳 极析出非金属，放氢生碱型。 6电解中电极附近溶液 pH
6、值的变化。 （1）电极区域 A阴极 H +放电产生 H 2，阴极区域 pH 变大。 B阳极 OH -放电产生 O 2，阳极区域 pH 变小。 （2）电解质溶液中 A电解过程中,既产生 H2,又产生 O2,则原溶 液呈酸性的 pH 变小,原溶液呈碱性的 pH 变大,原溶液呈中性的 pH 不 变（浓度变大） 。 B电解过程中, 无 H2和 O2产生, pH 几乎不 变。但象 CuCl2变大 C电解过程中,只产生 H2, pH 变大。 D电解过程中,只产生 O2, pH 变小。 过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解， 如果电解质是硫酸，阴极析出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的 电
7、解精炼法。 二、电解原理的应用 1铜的电解精炼 阳极：粗铜棒 阴极：精铜棒 电解质：含铜电解质 问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。 过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？ 不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。 2电镀铜 阳极：镀层金属 阴极：待镀金属（镀件） 电镀液：含镀层金属的电解质。 3电解饱和食盐水氯碱工业 问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？ 2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？ 3、从 Cl - Cl 2一定需要加氧化剂吗？ 4、阴极产物和阳极产物能接触吗？ 5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？ 精制：步骤一、1）先加过量的 BaCl2和过
8、量的 NaOH（顺序可换） ， 再加入过量的 Na2CO3 2）过滤 3）加盐酸调节 pH 为 7 步骤二、送入阳离子交换塔除去 Ca 2+、Mg2+等。 4电冶金 电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)（电解）2Na+Cl2 适用范围：活泼金属 KAl 练习: 1、在水中加等物质的量的 Ag +,Pb2 +,Na +, SO 4 2-, NO 3 - , Cl-,该溶 液放在用惰性电极做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原 产物质量比为（ ） A. 35.5:108 B. 16:207 C.8:1 D.108:35.5 2、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的 另一种物质溶
9、液能与原来完全一样的是 氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加氯化氢、硫酸 铜加氢氧化铜 3、0.1 摩氯化铜和 0.1 摩溴化钠共 0.4 摩电子转移，分析过程。 4、铁、C/硫酸C、C/氯化铜用导线相连，分析正负极和阴阳 极及两装置的 p H 的变化。 5、如何判断电解池的阴阳极？ 与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极， 反之是阴极。 如：高锰酸钾的做电解质，发现红色加深的是什么极？ 湿润的淀粉 KI 试纸并滴有酚酞， 变红的是什么极？变蓝 的是什么极？ 6、以 A、B 两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电 t 分钟， 在 B 极收到 11.2mL 标况下气体，此后将电源反接，以相同的电流强 度通电 t/2 分钟。问： （1）A、B 分别是什么极？（2）电源反接后 A、 B 电极质量如何变化？（3）若溶液体积为 200mL，则通电 t/2 分钟时 的溶液 p H=？ 原 电 池 电 解 池 电极名称 正负极 阴阳极 电极材料 负极：活泼金属 正极：不活泼金 属或可导电的非金属 (如 C) 惰性材料或活性 材料 电流方向：外电 路 内电路 组成 原理 功能 化学能到电能 电能到化学能
