1、第四章 电化学基础第三节 电解池第一课时有关电解有关电解 金属钠是在金属钠是在18071807年通过电解氢氧化钠制得的，这个年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在原理应用于工业生产，约在18911891年才获得成功。年才获得成功。19211921年年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。沿用电解氢氧化钠的方法
2、。 电解是电解是将电能转化为将电能转化为化学能化学能的一种重要方法。的一种重要方法。一、电解原理一、电解原理（以电解氯化钠为例）（以电解氯化钠为例）实验：实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：现象： 阳极：阳极：有气泡，有气泡，有刺激性气味，并能有刺激性气味，并能使使 湿润的湿润的KI-KI-淀淀 粉试粉试纸变蓝（纸变蓝（ClCl2 2) ) 阴极：阴极：有金属钠析出有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaClNaCl 3实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子：NaNa+ +
3、阴离子阴离子：ClCl- - 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1 1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 （2 2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应: : 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl2Cl- -2e-2e- - =Cl=Cl2 2 氧化反应氧化反应 阴极阴极：2Na2Na+ + +2e+2e- -=2Na=2Na 还原反应还原反应总式：总式： 2NaCl 2Na+Cl
4、2 通电4电解电解: :使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳阴阳两极两极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池: :借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转化为转化为化学能化学能的装置。的装置。构成条件构成条件: : (1) (1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 5电子的流向电子的流向: : 电子从外加电
5、源的负极流出，电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）中移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向: : 阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动. .惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极： 惰性电极惰性电极( (铂、金、石墨铂、金、石墨) )：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应
6、6 电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。也可以在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验：实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象： 阳极：阳极：有气泡，有气泡，有刺激性气味，并能有刺激性气味，并能使使 湿润的湿润的KI-KI-淀淀 粉试粉试纸变蓝（纸变蓝（ClCl2 2) ) 阴极：阴极：碳棒上有一层红色的铜析出碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuClCuCl2 2溶液溶液7实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子
7、情况 阳离子阳离子：H H+ +、CuCu2+2+ 阴离子阴离子：OHOH- -、ClCl- - 做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电） （1 1）确定电极名称：）确定电极名称： 阳极阳极（接电源正极）（接电源正极） 阴极阴极（接电源负极）（接电源负极） 与电极材料无关与电极材料无关 8（3 3）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应: : 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极： 2Cl2Cl- -2e-2e- - =Cl=Cl2 2氧化反应氧化反应 阴极阴极：CuCu2+2+2e+2e- - =C
8、u =Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2 2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序： 阳离子阳离子：CuCu2+2+HH+ + 阴离子阴离子：ClCl- -OHOH- -（4 4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况： CuClCuCl2 2溶液浓度降低溶液浓度降低 CuClCuCl2 2 Cu+Cl Cu+Cl2 2 电解9离子放电顺离子放电顺序：序： 活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用用惰性电极惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨
9、、钛等、石墨、钛等) )时：时：溶液中溶液中阴离子的阴离子的放电顺序放电顺序（由难到易）是：（由难到易）是：AgAg+ + FeFe3+3+ CuCu2+2+ H H+ + PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2 2+ +(H(H+ +) Al Al3+3+MgMg2+2+NaNa+ +CaCa+ +KK+ +注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H H+ +, ,不同时按（不同时按（H H+ +） 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中
10、的阳离子。发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极阳极：阴极阴极: :10电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小减小减小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解1、电解电解质型11阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PHPH值值复原复原NaNa2 2SOSO4 4阳极阳极: : 4OH4OH- - - -4e4e- - =2H2H2 2O+OO+O2 2阴极阴极
11、: : 4H 4H + + 4e+ 4e- - = 2H 2H2 2 变大变大不不变变 加加H H2 2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2电解2、电解水型12阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl-2e-=Cl2阴极阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液3、放氢生碱型13实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4
12、OH-4e-=2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+ 2e- =Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解3、放氧生酸型14电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+F
13、e3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+15（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。巩固练习巩固练习162.2.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关，对该装置的有关叙述正确的是叙述正确的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电
14、解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电两极外，其余电极均参加了反应极均参加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B 173.在下图所示装置中，在下图所示装置中，a、b都是惰性电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下极附近溶液呈红色。下列说法正确的是列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuS
15、O4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 184.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的pH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB19第四章 电化学基础实验中学实验中学 高二化学备课组高二化学备课组20222022 年年 5 5 月月 2 42 4 日 星 期 二日 星 期 二第三节 电
16、解池第二课时二、电解原理的应用二、电解原理的应用21电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:（1）电解池的两极各产生什么现象）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象）结合教材，分析产生这种现象的原因。的原因。在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。极，一根铁棒作阴极。接通直流电源接通直流电源实验装置实验装置221.电解食盐水电解食盐水现象：现象：阳极：有气泡产
17、生，阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉使湿润的淀粉KI溶液变蓝溶液变蓝阴极：有气泡产生，阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红滴加酚酞溶液变红阳极：阳极：2Cl-2e- =Cl2阴极：阴极：2H+2e- =H2总式：总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件条件:通电通电)实验装置实验装置23（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴，把电解槽隔成阴极室和阳极室。极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：
18、）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响，而影响氢氧化钠的产量。氢氧化钠的产量。氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱24+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜阳阳极极金属钛网金属钛网阴阴极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室25粗盐的成份：粗盐的成份：泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜
19、碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水)SO(BaCl242除过量)(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔)Fe.Mg(NaOH32除过量262.2.铜的电解精炼铜的电解精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如
20、果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜粗铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极： Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e- Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极: Cu2+ + 2e- Cu阳极泥阳极泥问：电解完后，问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液273. 3. 电电镀镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属
21、或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。铜、铬、镍等。铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极： 阳极阳极镀层金属镀层金属 或惰性电极或惰性电极 阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品
22、电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小28阳极：阳极：6O2-12e-=3O2阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al4.冶炼铝冶炼铝通电通电总式：总式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理:助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?29冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质
23、电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料30电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池定义定义形成形成条件条件电极电极名称名称电极电极反应反应将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其它金属的装置。它金属的装置。两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶液电极插人电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金
24、属的离子属的离子阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯金属的离子金属的离子阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应311. a 、b哪一极为正极？哪一
25、极为正极？2. 若要给铁叉镀锌，若要给铁叉镀锌， a极选用什么材料？极选用什么材料？ 选择何种溶液？选择何种溶液？3. 若要给铁叉镀金，若要给铁叉镀金， a极选用什么材料？极选用什么材料？ 选择何种溶液？选择何种溶液？思考思考:e-32金属性强弱的判断金属性强弱的判断已知已知M+N2+=M2+NPt极电解相同浓度极电解相同浓度P和和M的硫酸盐，阴极先析出的硫酸盐，阴极先析出MN与与E有导线相连放有导线相连放入入E的硫酸盐溶液的硫酸盐溶液,电极反应：电极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为，则四种金属活泼性由强到弱为答案：答案：PMNE33工业上采用工业上采用F
26、e、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解时电解时,应以应以作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会将会,2.阳极反应式为阳极反应式为,3.总电解反应式为总电解反应式为.2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:Fe增大增大MnO42_e e- - =MnO434电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法例一例一：铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的
27、物质的量质的量.解析：阳极解析：阳极4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极Cu2+2e-=Cu2H+2e-=H2阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为:0.54=2mol,消耗消耗4OH-2mol,即产生即产生H+2mol.阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/LpH=0生成生成H2转移的电子转移的电子:0.52=1mol,故还有故还有1mole-用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol.35O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例二例二 ： 用石墨电极电解用石墨电极电解100mL
28、 H2SO4与与CuSO4的混合的混合液，通电一段时间后，两极均收集到液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气（标况）气体，则原混合液中体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A36例三例三 ：某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为，式量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电溶液，用惰性电极进行电解。当有极进行电解。当
29、有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及 x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（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=1371.1.右图中右图中x x、y y分别是直分别是直流电源的两极流电源的两极, ,通电后发通电后发现现a a极板质量增加极板质量增加,b,b极板极板处有无色无臭气体放出处有无色无
30、臭气体放出, ,符合这一情况的符合这一情况的A练练 习习382.根据金属活动顺序表，根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：不能发生如下反应：Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但选择恰当电极材料但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极阳极石墨石墨CuCuCu阴极阴极石墨石墨石墨石墨FePt电解液电解液CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液H2OB393.德国人哈伯发明了合成氨技术德国人哈伯发明
31、了合成氨技术而获得而获得1918年诺贝尔化学奖，但年诺贝尔化学奖，但该方法须在高温高压催化剂，否该方法须在高温高压催化剂，否则难以自发进行。则难以自发进行。2000年希腊化年希腊化学家斯佳在学家斯佳在科学科学杂志上公布杂志上公布了他的新发明在常压下把氢气与了他的新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到氮气通入一加热到570的电解的电解池（如图）氢氮在电极上合成氨，池（如图）氢氮在电极上合成氨，而且转化率高于哈伯法的五倍，而且转化率高于哈伯法的五倍，达到达到80%. 该电解池采用了能传导某种离子（该电解池采用了能传导某种离子（ H+、 Li+、F-、 O2- ）的）的固体复合氧化物为电解质（简称固
32、体复合氧化物为电解质（简称SCY），吸附在），吸附在SCY内外侧表内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。固体复合氧化物固体复合氧化物40答案：答案：阳极：阳极：3H26H+6e阴极：阴极：N2+6H+6e2NH3通电通电电解反应电解反应 ：N2+3H2 2NH3414.在如下的装置中进行电解，并已知铁极的质量减在如下的装置中进行电解，并已知铁极的质量减小小11.2克。克。（1）A是电源的是电源的极极（2）电解过程中，电路中通过）电解过程中，电路中通过摩电子摩电子（3）A
33、g极的电极反应是极的电极反应是；析出物质是；析出物质是克克（4）Cu(a)的电极反应是的电极反应是；（5）Cu(b)的电极反应是的电极反应是。425.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（1）U型管内发生什么现象型管内发生什么现象?写出有关反应的化学方程式写出有关反应的化学方程式（2）在）在Ab烧杯中发生什么现象烧杯中发生什么现象（3）如果小烧杯中有）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯中，负极克碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克减轻多少
34、克?436.按下图的装置进行电解实验：按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时极恰好全部溶解，此时B极极质量增加质量增加7.68克，溶液质量增加克，溶液质量增加0.03克，则克，则A合合金中金中Cu、Zn原子个数比为原子个数比为A41B31C21D任意比任意比44FeCu氯化铜氯化铜溶液溶液氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应ABDCF
35、eCu氯化钠氯化钠溶液溶液练练 习习46（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe2、写出下列装置的极反应，并判断、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。练练 习习471、池型的判断、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。在原电池带动下的电解池。小结：一、原电池与电解池的比较及判断：小结：一、原电池与电解池的比较及判断：
36、3、电解池放电顺序的判断、电解池放电顺序的判断阳极放电：阳极放电： 1）惰性电极：）惰性电极：则溶液中阴离子放电。则溶液中阴离子放电。 2）非）非惰性电极惰性电极：电极材料首先失电子。：电极材料首先失电子。阴极放电：阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。484、判断溶液的、判断溶液的pH变化：变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。（1 1）如果只产生氢气而没有氧气，只）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大；
37、变大； （2 2）如果只产生氧气而没有氢气，只）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小；变小；（3 3）如果既产生氢气又产生氧气）如果既产生氢气又产生氧气 若原溶液呈酸性则若原溶液呈酸性则pH减小；减小；若原溶液呈碱性若原溶液呈碱性pH增大；增大；若原溶液呈中性若原溶液呈中性pH不变。不变。493 3. .右图中右图中x x、y y分别是直分别是直流电源的两极流电源的两极, ,通电后发通电后发现现a a极板质量增加极板质量增加,b,b极板极板处有无色无臭气体放出处有无色无臭气体放出, ,符合这一情况的符合这一情况的A练练 习习50电极：电极： 阳极阳极镀层金属镀层金属 阴极阴极待镀金属制品待镀金
38、属制品 小结：二、电解池的应用小结：二、电解池的应用-电镀及氯碱工业电镀及氯碱工业待镀制品待镀制品铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电解质溶液：溶液中电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。的浓度保持不变。1、电镀电镀51氯碱工业原理氯碱工业原理氯碱工业（离子膜法）氯碱工业（离子膜法）+精制饱和精制饱和NaCl淡盐水淡盐水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交换膜交换膜52 举例：举例：1、a 极变细，极变细，b 极变粗：极变粗：2、a 极变细，极变细，b 极有气泡：极有气泡
39、：3、a 极变粗，极变粗， b 极有气泡：极有气泡：4、a 极有气泡极有气泡, b 极有气泡，且气体体积比为极有气泡，且气体体积比为2 ：15、a 极有气泡极有气泡, b 极有气泡极有气泡;阴极加酚酞变红阴极加酚酞变红拓展练习拓展练习534、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验 数天后数天后数天后数天后图一图一图二图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈）图一说明原溶液呈 性，铁钉发生性，铁钉发生 腐蚀，腐蚀，电极反应为：电极反应为： （3）图二说明原溶液呈）图二说明原溶液呈 性，铁钉发生性，铁钉发生 腐蚀，腐蚀，电极反应为电极反
40、应为： 发生了原电池 反应中性或弱碱吸氧负极：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ； 正极：2H2H2 2O +OO +O2 2 +2e+2e=4OH=4OH- -负极：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ；正极：2H2H+ + +2e = H+2e = H2 2较强酸性析氢练练 习习54小结：三、电解池及原电池的应用小结：三、电解池及原电池的应用-金属的防护金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断）金属腐蚀快慢的判断2）金属的防护方法）金属的防护方法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法牺牲负极的正极保护法555.下列装置暴露空气中一段时间下
41、列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢铁的腐蚀由快到慢 顺序顺序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展练习拓展练习566 6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H H2 2SOSO4 4作电解液。总作电解液。总反应式为：反应式为：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+
42、2H2 2O O（1 1）试写出放电时的正、负极反应式）试写出放电时的正、负极反应式正极正极:_:_负极负极:_:_（2 2）试写出充电时的阳、阴极反应式）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极阳极:_:_阴极阴极:_:_PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e+2e- - =PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbPb+ + SOSO4 42-2-2e2e- - =PbSO=PbSO4 4练练 习习PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - =PbO=PbO2 2 + + 4H4H+ +SO+SO4 42- 2- PbSOPbSO4 4
43、 +2e+2e- - =Pb=Pb + SO + SO4 42-2-57小结：四、原电池电解池的应用小结：四、原电池电解池的应用-可充电电池可充电电池阴极：阴极：正极：正极：还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极放电：原电池放电：原电池充电：电解池充电：电解池 负极：负极：阳极：阳极：氧化反应极氧化反应极电子流出极电子流出极失电子极失电子极氧化反应极氧化反应极失电子极失电子极电子流出极电子流出极还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极58 此电池放电时，负极发生反应的物质为此电池放电时，负极发生反应的物质为AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn充电充电放
44、电放电2Ag + Zn(OH)2Ag2O + Zn + H2O7银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电银锌电池广泛用于电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：和放电过程可表示为：D 拓展练习拓展练习591 1如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙述正确，对该装置的有关叙述正确的是的是 A A、P P是电源的正极是电源的正极B B、F F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C C、电解时，甲、乙、丙三池中，除、电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电极
45、均参加两极外，其余电极均参加了反应了反应D D、通电后，甲池的、通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B 巩固练习巩固练习602 2如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为AgAg2 2O O和和ZnZn电解质电解质溶液是溶液是KOHKOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn Zn +Ag+Ag2 2O= ZnO+2AgO= ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是是 A A、锌为负极，、锌为负极，AgAg2 2
46、O O为为 正极；正极； B B、放电时正极附近溶液的、放电时正极附近溶液的PHPH值升高；值升高； C C、放电时负极附近溶液的、放电时负极附近溶液的PHPH值升高；值升高；D D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。 AB巩固练习巩固练习6110为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通都是惰性电极，通电一段时间后，电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正极附近溶液呈红色。下列说法正确的是确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐
47、减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 练练 习习621111、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是提示，下列叙述不正确的是A Aa a电极是负极电极是负极B Bb b电极的电极反应为：电极的电极反应为：4OH4OH4e 4e 2H2H2 2O+OO+O2 2C C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D D氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装
48、置储藏在电池内的发电装置BD63 12一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：反应为：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，有关，有关此电池的推断正确的是此电池的推断正确的是 A负极反应为负极反应为14H2O+7O2+28e-=28OH- B放电一段时间后，负极周围的放电一段时间后，负极周围的pH减低减低 C每消耗每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为，则电路上转移的电子为14mol D放电过程中放电过程中KOH的物质的量浓度不变
49、的物质的量浓度不变B C练练 习习64第四章 电化学基础实验中学实验中学 高二化学备课组高二化学备课组20222022 年年 5 5 月月 2 42 4 日 星 期 二日 星 期 二第四节 金属的电化学腐蚀与防护 是指金属或合金跟接触的气体或是指金属或合金跟接触的气体或液体液体发生氧化还原反应而腐蚀发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。金属阳离子金属阳离子失失e e- -金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属原子金属原子金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质： 接触到的气体或液体不同66 将经过酸洗除锈的铁钉，将经过酸洗除锈的
50、铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？引起变化的原因？ 吸氧腐蚀吸氧腐蚀67发生条件：中性中性或或酸性很弱酸性很弱条件下条件下682Fe - 4e2Fe - 4e- - = 2Fe = 2Fe2+2+OO2 2 + 2H + 2H2 2O + 4eO + 4e- -= 4OH= 4OH- -2Fe+2Fe+ O O2 2+2H+2H2 2O O =2Fe(OH)=2Fe(OH)2 24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3x
