1、 学习目标学习目标1.1.掌握电解池的电子、离子的掌握电解池的电子、离子的定向移动定向移动；2.2.能够能够两极的放电规律、两极反应及总反应两极的放电规律、两极反应及总反应；3.3.掌握掌握电解池的形成条件电解池的形成条件，能够能够设计电解池设计电解池。4.4.了解电解池在生产生活中的了解电解池在生产生活中的应用应用。第一课时第一课时 电解原理及应用电解原理及应用钠和氯气的反应的热化学方程式钠和氯气的反应的热化学方程式:2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H(298K)=-822.3KJ.mol-1从反应物和生成物具有的能量角度分析从反应物和生成物具有的能量角度分析能量能量反应过程反应
2、过程2molNa和1molCl2放热放热 放电放电吸热吸热 耗电耗电2molNaCl2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g)能量能量反应过程反应过程2molNa和1molCl22molNaCl1.电解：电解：让让直流电直流电通过通过电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质，在两，在两个电极上分别发生个电极上分别发生氧化反应氧化反应和和还原反应还原反应的过程。的过程。2.2.电解池电解池：将将电能电能转变为转变为化学能化学能的装置的装置。阳极阳极阴极阴极Cl-Na+K K断开断开Na+Na+Cl-Cl-铁电极铁电极石墨棒石墨棒熔融熔融NaCl1
3、.1.通电通电前熔融前熔融NaClNaCl中有哪些离子如何运动？中有哪些离子如何运动？设计一：设计一：Cl2Cu2+Cl-Cl-K K闭合闭合Cl2Na+Na+Na+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl2e-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨电极石墨电极熔融熔融NaCl铁电极铁电极e-2.2.接通直流电后，电子的流向如何接通直流电后，电子的流向如何？阴阳离子各阴阳离子各向哪个方向运动向哪个方向运动？两级各发生反应？两级各发生反应？阴极阴极阳极阳极 还原反应还原反应：2Na+2e-=2Na 氧化反应氧化反应：2Cl-2e-=Cl2Cl2Cu2+Cl-Cl-K K闭合闭合Cl2Na+Na+Na+C
4、l-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl2e-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨电极石墨电极熔融熔融NaCl铁电极铁电极e-阴极阴极阳极阳极 还原反应还原反应：2Na+2e-=2Na 氧化反应氧化反应：2Cl-=Cl2+2e-e-1.1.电子导体电子导体：负极负极 阴极，阴极，阳极阳极 正极正极 离子导体：离子导体：“阴阳、阳阴阴阳、阳阴”e-二、电解原理 阳极阳极(氧化氧化)：2Cl-=Cl2+2e-阴极阴极(还原还原)：2Na+2e-=2Na 2NaCl2NaCl =2Na+Cl2Na+Cl2 2 通电通电 总反应：总反应：二、电解原理Na+Na+Cl-Cl-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨
5、石墨电极电极熔融熔融NaCl铁电铁电极极2 2.电极反应及总反应：电极反应及总反应：电极本质：电解质溶液电极本质：电解质溶液导电的过程导电的过程就是就是电解过程。电解过程。Na+Na+Cl-Cl-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨石墨电极电极熔融熔融NaCl铁电铁电极极电解池的电解池的 闭合电路闭合电路。1.1.工业工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试写制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。试写出电解熔融的出电解熔融的MgClMgCl2 2有关的电极反应是和总反应式。有关的电极反应是和总反应式。阴极：阴极：MgMg2+2+2e+2e-=MgMg 氧化反应氧化反应 还原还原反应反应阳极阳极：2Cl
6、2Cl-2e2e-=Cl=Cl2 2 总反应总反应：MgClMgCl2 2 Mg+Cl Mg+Cl2 2 学以致用学以致用：2.2.电解熔融的氧化铝可制得金属铝电解熔融的氧化铝可制得金属铝.试写出试写出电极反应和总的反应方程式。电极反应和总的反应方程式。阳极阳极 6O6O2-2-=3O=3O2 2+12e+12e-阴极阴极 4Al4Al3+3+12e+12e-=4Al=4Al电极总反应电极总反应 2Al2Al2 2O O3 3 4Al+3O4Al+3O2 2 通电通电提示：氧化铝在熔融状态下以提示：氧化铝在熔融状态下以O2-和和Al3+的形式存在的形式存在应用一：应用一：冶炼活泼金属冶炼活泼金
7、属 （K K）CaCa、NaNa、MgMg、Al Al （电解法）（电解法）三、电解原理的应用如果将上述装置中如果将上述装置中熔融的氯化钠熔融的氯化钠换成换成氯化钠溶液，氯化钠溶液，离子有哪些？如何移动？如何反应？离子有哪些？如何移动？如何反应？设计设计2 2：NaNa+、H H+ClCl-、OHOH-阴极阴极阳极阳极放电顺序：放电顺序：阴极：氧化性强的离子先得电子阴极：氧化性强的离子先得电子活性阳极活性阳极 S2IBrClOH(水水)含氧酸根离子含氧酸根离子阳极：还原性强的离子先失电子阳极：还原性强的离子先失电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Na+Ca 2+K+除除Au、
8、PtNa+Na+Cl-Cl-e-e-e-e-e-e-e-e-石墨石墨电极电极熔融熔融NaCl铁电铁电极极1.Na2SO4溶液溶液2.NaOH溶液溶液3.HCl溶液溶液4.CuCl2溶液溶液5.CuSO4溶液溶液以石墨为电极电解下列物质，写出以石墨为电极电解下列物质，写出电极反应。电极反应。AgAg+HgHg2+2+Fe3+Fe3+CuCu2+2+HH+PbPb2+2+FeFe2+2+Na Na+CaCa 2+2+K K+活性阳极活性阳极 S S2 2IIBrBr ClClOHOH(水水)含氧酸根离子含氧酸根离子阴极：阳极：阴极：阴极：2H2H2 2O+2eO+2e-=H=H2 2+2+2OHO
9、H阳极：阳极：2H2H2 2O-4eO-4e-=O=O2 2+4H+4H+总反应总反应:2H:2H2 2O=2HO=2H2 2+O O2 2通电通电阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e-=2Cu2Cu阳极：阳极：2H2H2 2O-4eO-4e-=O=O2 2+4H+4H+总反应总反应:2Cu2Cu2+2+2H+2H2 2O=2Cu+OO=2Cu+O2 2+4H+4H+2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O O=2Cu+O=2Cu+O2 2+2H+2H2 2SO4通电通电(1)(1)反应结束后反应结束后,1.2.3.5,1.2.3.5溶液溶液PHPH如何变化？如何变化？(2)(2)
10、再各加入什么物质，能使恢复原溶液？再各加入什么物质，能使恢复原溶液？通电通电应用二：氯碱工业应用二：氯碱工业（1）电解电解NaCl溶液两极的反应？溶液两极的反应？有有什么什么现象？现象？（2）怎样初步检验两极产物的）怎样初步检验两极产物的生成？生成？阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极阴极：2H2O+2e-=H2+2OH总反应：总反应：2NaCl+2H2O =2NaOH+H2+Cl2现象：现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KIKI溶液变蓝溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红通电通电讨论：用该装置制取讨论：用该装置制取Na
11、OHNaOH、H H2 2和和ClCl2 2,有什么缺陷？有什么缺陷？阳阳极产物极产物阴极产物阴极产物应用二：氯碱工业应用二：氯碱工业（1 1）阴极产生的）阴极产生的OHOH-与与ClCl2 2反应，导致反应，导致所制产品不纯所制产品不纯；Cl Cl2 2 +2NaOH=+2NaOH=NaClNaCl +NaClONaClO+2H+2H2 2O O（2 2）两极产生的氢气、氯气混合发生爆炸）两极产生的氢气、氯气混合发生爆炸如何解决？如何解决？+Cl2Cl2ClH2Na+Na+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）阳离子交换膜阳离子交
12、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+Cl2ClH2Na+Na+H+OH阴离子交换膜阴离子交换膜 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Cl2Na+OHOHH+ClCl（1 1）防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量）防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量（2 2）防止）防止引发不安全因素引发不安全因素1.1.交换膜的功能：交换膜的功能：使离子选择性定向使离子选择性定向迁移、平衡迁移、平衡整个溶液的离子浓度或电荷整个溶液的离子浓度或电荷2.2.交换膜在中学电化学中的作用：交换膜在中学电化学中的作用：离子交换膜离
13、子交换膜20192019级部级部 名师授课名师授课如果将上述电解熔融的氯化钠的阴阳离子对调，两如果将上述电解熔融的氯化钠的阴阳离子对调，两电极的反应是怎样的？在工业上有何意义？电极的反应是怎样的？在工业上有何意义？思考思考3 3：阳极阳极(氧化氧化)：Fe-2eFe-2e-=2Fe=2Fe2+2+阴极阴极(还原还原)：2Na2Na+2e+2e-=2Na=2NaCl-Cl-e-e-e-e-e-e-e-e-铁电极铁电极石墨石墨电极电极熔融熔融NaClFeFe2 2+FeFe2 2+NaNa+NaNa+电镀：电镀：为防止铁钥匙生锈，需要在铁钥匙上镀一层为防止铁钥匙生锈，需要在铁钥匙上镀一层 致密的铜
14、层。致密的铜层。思考思考：(1)(1)阴极材料阴极材料？阳极材料？阳极材料？电镀电镀液液？电镀是利用电解原理在某些电镀是利用电解原理在某些金属表面金属表面镀上一薄层其他金镀上一薄层其他金属或合金属或合金的过程的过程，它是电解原理的又一重要应用。，它是电解原理的又一重要应用。应用三：应用三：电镀Cl-Cl-e-e-e-e-e-e-e-e-铁电极铁电极石墨石墨电极电极（1 1）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 Cu Cu 2e 2e =Cu=Cu2+2+阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品 CuCu2 2+2e+2e =Cu Cu（2）电镀液：）电镀液：含有镀层金属离子的电
15、解质溶液含有镀层金属离子的电解质溶液思考：电解一段时间后，思考：电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？电镀是利用电解原理在某些电镀是利用电解原理在某些金属表面金属表面镀上一薄层其他金镀上一薄层其他金属或合金属或合金的过程的过程，它是电解原理的又一重要应用。，它是电解原理的又一重要应用。应用三：应用三：电镀 不变不变黄铜矿粗铜精铜粗铜杂质比铜活泼：Zn、Fe、Ni比铜稳定：Ag、Pt、Au?应用应用四四：粗铜的精炼粗铜的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
16、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 铜的一.电解原理氯碱工业氯碱工业二.电解应
17、用本节小结：本节小结：1.1.下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，正确的是下列关于电解池形成的闭合回路的叙述中，正确的是（）A A.电解池的闭合回路仅是电子的定向移动形成的电解池的闭合回路仅是电子的定向移动形成的B.B.金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极从电解池的阴极流向电源的正极C.C.电解熔融的电解熔融的NaClNaCl时，时，ClCl-向阴极移动，向阴极移动，NaNa+向阳极移动向阳极移动D D.相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离在相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离在 阳极上失去的电子
18、数相等阳极上失去的电子数相等.D巩固提升：巩固提升：2.2.分析分析下图，属于电解池的有（下图，属于电解池的有（）3 3用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是发生的电极反应完全相同的是()A ANaOHNaOH、H H2 2SOSO4 4 B BCuClCuCl2 2、Cu(NOCu(NO3 3)2 2C CNaNa2 2SOSO4 4、NaClNaClD DKNOKNO3 3、AgNOAgNO3 3A4 4.烧杯烧杯A A中盛放中盛放0.1mol/L0.1mol/L的的H H2 2SOSO4 4溶液，烧杯溶液，烧杯B B中中盛放
19、盛放0.1mol/L0.1mol/L的的的的CuClCuCl2 2溶液（两种溶液均足量）溶液（两种溶液均足量）组成的装置如图所示。下列说法不正确的是组成的装置如图所示。下列说法不正确的是 ()()A AA A为原电池，为原电池，B B为电解池为电解池B BA A为原电池，为原电池，B B为电解池为电解池C C当当A A烧杯中产生烧杯中产生0.1mol0.1mol气体时，气体时，B B烧杯中产生烧杯中产生 气体的物质的量也为气体的物质的量也为0.1mol0.1molD D经过一段时间，经过一段时间，B B烧杯中溶液的浓度减小烧杯中溶液的浓度减小B+阴阴阳阳-5 5.某同学为了使反应某同学为了使反
20、应2HCl2HCl2Ag=2AgCl2Ag=2AgClH H2 2能能进行进行,设计了如下所示的四个实验方案，你认为设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是可行的方案是()BCDAC ACuO BCu(OH)2 CCu2CO3 DCu2(OH)2CO36 6用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙溶质足量），当闭合该装置的电键溶质足量），当闭合该装置的电键K K时，观察到电流计的时，观察到电流计的指针发生了偏转。一段时间后指针发生了偏转。一段时间后,断开电键断开电键K K,下列物质能使下列物质能使丙丙池池恢复到反应前浓度的是恢复到反应
21、前浓度的是()()AC双选双选7 7化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解降解NONO3 3-的原理如图所示的原理如图所示.下列说法不正确的是下列说法不正确的是（）A.AA.A为电源的正极为电源的正极B.B.溶液溶液中中H H+从阳极向阴极迁移从阳极向阴极迁移C.C.电解电解过程过程中中,每每转移转移2 2 molmol电子电子,则左侧电极就产生则左侧电极就产生32gO32gO2 2D.Ag-PtD.Ag-Pt电极的电极反应电极的电极反应式式:2NO2NO3 3-+12H+12H+10e+10e-=N=N2 2+6H+6H2 2O OC阴阴-+
22、阳阳2H2H2 2O-4eO-4e-=O=O2 2+4H+4H+8 8装置装置为甲烷燃料电池为甲烷燃料电池(电解质溶液为电解质溶液为KOHKOH溶液溶液)，通过装置通过装置实现铁棒上镀铜实现铁棒上镀铜。a a处应通入处应通入_(_(填填“CHCH4 4”或或“O O2 2”)”)，a a处电极上发生的电处电极上发生的电极反应式是极反应式是_；电镀结束，装置电镀结束，装置中溶液的中溶液的pH pH _ _ (“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”，下同，下同)，装置，装置中中CuCu2 2+的物质的量浓度的物质的量浓度_；电镀结束，装置电镀结束，装置溶液中的阴离子除了溶液中的阴离子除了OHOH-外还有外还有_ _；若完全反应，装置若完全反应，装置中阴极质量变化中阴极质量变化6.4 g6.4 g，则装置则装置中理论上消耗甲烷中理论上消耗甲烷_L(_L(标准状况下标准状况下)。CH4 CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 变小变小 不变不变 CO32-0.56 阳阳+阴阴化学作业：化学课时作业9电解池
