1、第四章化学反应与电能第四章化学反应与电能第二节电解池第二节电解池第第1 1课时课时 电解原理电解原理【思考】原电池是 的装置。把化学能转化为电能电解池是 的装置。把电能转化为化学能【实验4-2】在U形管中注入质量分数为25%CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。CuCl2溶液石墨棒石墨棒oooooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2oooooooooooooooooooooooe-e-【电解CuCl2原理】与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。与直流电源正极相连
2、的电极为阳极，发生氧化反应。oooooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2oooooooooooooooooooooooe-e-【电解CuCl2原理】与直流电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应。与直流电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。阳离子CuCu2+2+和和H H+ +向阴极移动阴离子OHOH- -和和ClCl- -向阳极移动CuCu2+2+在阴极放电：在阴极放电：ClCl- -在阳极放电：2Cl2e=Cl2（氧化反应）（氧化反应）Cu2+ 2e = Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解一、电解和电解池：1电解：使电流通过
3、电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。注意：电流应是直流电 熔融态的电解质也能被电解2电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。3电解池的构成：外加直流电源电解质溶液或熔融的电解质；形成闭合回路。与负极相连的为阴极，发生还原反应与正极相连的为阳极，发生氧化反应阴、阳两极：一、电解和电解池：生成生成 Cl2e-生成生成 Cu阳极阳极阴极阴极Cu2+Cu2+ Cl- Cl-e-电子移动方向：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源正极。离子移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。思考：思考：判断判断电解池的阴、阳极？电解池的阴、阳极？阳阳极极与电源正
4、极相连与电源正极相连发生氧化反应阴离子移向阳极电子从阳极出来，流向正极电极溶解或有O2、Cl2放出阴阴极极与电源负极相连与电源负极相连发生还原反应阳离子移向阴极电子从负极出来，流向阴极析出金属或有H2放出【思考】电离和电解有何区别？注意：注意：1.1.电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。2.2.电解是最强的氧化还原反应手段，是不可逆的。电解是最强的氧化还原反应手段，是不可逆的。电解是电流通过电解是电流通过电解质溶液电解质溶液在阴、阳两极引起在阴、阳两极引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。（需要通电）的过程。（需要通电）电离是电解质在水
5、中或熔融状态下，解离成自由移动离子的电离是电解质在水中或熔融状态下，解离成自由移动离子的过程。（不需通电）过程。（不需通电）例例1.分析下图，属于电解池的有（分析下图，属于电解池的有（ ）二、电极材料的分类极材料的分类根据电极本身是否参与反应，根据电极本身是否参与反应， 分为分为惰性电极惰性电极和和活性电极活性电极:惰性电极惰性电极(C、Pt、Au)： 只起导电作用，不参与反应；溶液中阴离子失电子。只起导电作用，不参与反应；溶液中阴离子失电子。活性电极活性电极(除除Pt、Au外的其余金属外的其余金属)：阴极：不管是活性电极还是惰性电极都只起导电作 用，不参与反应。都是溶液中阳离子得电子。阳极【
6、例1】右图是电解右图是电解CuCl2溶液装置，其中溶液装置，其中c、d为石墨电极。为石墨电极。1.判断正、负极；阴、阳极？判断正、负极；阴、阳极？2.产生气泡和电极质量增加的分别是？产生气泡和电极质量增加的分别是？ 3.离子移动方向？离子移动方向？4.电极反应式？电极反应式？5.标准状况下，产生标准状况下，产生2.24L氯气，电路氯气，电路 中通过的电荷量？中通过的电荷量？三、放电顺序放电：离子在电极表面得到或失去电子的过程。思考：思考：在电解在电解CuCl2溶液时，为什么是为什么是Cu2+在阴极放电，而不是在阴极放电，而不是H+？为什么是为什么是Cl-在阳极放电，而不是在阳极放电，而不是OH
7、-？离子放电顺序与哪些因素有关？离子放电顺序取决于离子本身性质（得失电子能力），另外也与离子的浓度及电极材料有关。三、放电顺序Cu2+ H+ Cl- OH- 失电子能力：（还原性）失电子能力：（还原性）得电子能力：（氧化性）得电子能力：（氧化性）当溶液中有多种离子时，哪种离子先放电？离子得失电子的能力强的先放电离子得失电子的能力强的先放电阴极：阴极： 阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。 得电子能力（氧化性）强的离子先放电。三、放电顺序Ag+Fe3+Cu2+H+酸酸Pb2+Sn2+ Fe2+Zn2+H+水水Al3+Mg2+K+这5种金属离子在水中不放电，只有在熔融状态下放电，制备单
8、质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。这4种金属离子浓度较大时，先于H+放电。Fe3+得电子能力比Cu2+强，但第一阶段Fe3+只被还原为Fe2+ 活泼金属作阳极,则金属首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则只有溶液中阴离子放电。 失电子能力（还原性）强的离子先放电。阳极：阳极：三、放电顺序S2-I- Br - Cl- OH- 含氧酸根（NO3- 、SO42-、CO32-）F-四、电解池中电极反应的书写1.先判断先判断电极材料电极材料2.找找全阴、阳离子全阴、阳离子3.根据根据放电顺序放电顺序写出电极反应式写出电极反应式4.阴、阳两极相加得总反应式，阴、阳两极相加得总反应式， 条件写
9、条件写电解电解（弱电解质写（弱电解质写化学式）化学式）CCH+OH-1、+总结：【练一练】练一练】1.判断正误判断正误(1)电解是把化学能转化为电能电解是把化学能转化为电能( )(2)电解质溶液导电一定发生化学反应电解质溶液导电一定发生化学反应( )(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( )(4)任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生( )(5)电解、电离均需要通电才能实现电解、电离均需要通电才能实现( )(6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程电解质溶液的导电过程就是该溶
10、液的电解过程( )2.如图是电解熔融如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是判断正确的是()A.通过该装置可以将化学能转化为电能通过该装置可以将化学能转化为电能B.石墨电极为正极石墨电极为正极C.Na在铁电极上得到电子被还原为钠单质在铁电极上得到电子被还原为钠单质D.电流从负极流出，流入铁电极电流从负极流出，流入铁电极C3.工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试分析电解熔融工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试分析电解熔融MgCl2的原理，写出有关的电极反应式及总反应方程式。的原理，写出有关的电极反应式及总反应方程式。 电极反应式电极反应式阳极：阳极：；阴极：阴极：。2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg电解方程式电解方程式：。再再 见见
