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1、电解池,高三学年组 郭亚明,近三年高考中“电解池原理及其应用”考察统计,一、电解原理：1、电解：2、电解池：3、电解池的构造：,使电流通过电解质溶液或熔融的电解质时在阴阳两极引起 氧化还原反应的过程叫电解。,把电能转化为化学能的装置，叫电解池,（1）直流电源。（2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。(分惰性电极和活性电极)（3）电解质溶液或熔融态电解质。,二、电解池的工作原理：以电解CuCl2溶液为例（石墨作电极）,思考：,为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？,A,阴阳离子的放电顺序
2、：,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ （H+ ） Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,S2- - Br- Cl- OH- 含氧酸根,D,C,B,阳离子：,阴离子：,用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析,阴：4H+ + 4e- = 2H2阳：4OH-4e-=2H2O+O2,电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电,阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电,阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸,NaOH,H2SO4,Na2SO4,HCl,CuCl2,NaCl,CuSO4,电解质,电解质,电解质和水,电解质和水,增大,增大,增大,增大,减小,
3、减小,不变,氯化氢,氯化铜,氯化氢,CuO或CuCO3,1、（08全国卷）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是（ ）,练习,D,2、（07年全国理综一）以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为（ ）A0.64gB1.28gC2.56gD5.12g,B,用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析,阴：4H+ + 4e- = 2H2阳：4OH-4e-=2H2O+O2,电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电,阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电,阴极：电解质
4、阳离子放电阳极：H2O放O2生酸,NaOH,H2SO4,Na2SO4,HCl,CuCl2,NaCl,CuSO4,水,水,水,电解质,电解质,电解质和水,电解质和水,增大,增大,增大,增大,减小,减小,不变,水,水,水,氯化氢,氯化铜,氯化氢,CuO或CuCO3,当阳极为活性电极（银以前金属）时，阳极金属失电子,4、（09全国 28 题 15分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。,（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此
5、回答问题：电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为 ；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： ；电极c的质量变化是 g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液 ；乙溶液 ；丙溶液 ；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 。,正,4OH- - 4e -= O2+ 2H2O,16,碱性增大，水量减少、氢氧化钠浓度增大,酸性增强，水电离出的OH-放电生成氧气和H+,酸碱性不变化，因为硫酸钾是强酸强碱盐，浓度增大不影响溶液的酸碱性,能继续进行，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应也就变成水的电解反应,V=2.8L,恳请批评指正谢 谢！,问题二,
6、用惰性电极电解溶液，如何判断阴阳极产物？,根据溶液中离子的氧化性和还原性进行判断。,阳极产物判断: 阳极金属（除Pt、Au） S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根等,阴极产物的判断：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ Zn2+ H+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,三、电解原理的应用,1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。,2、电镀,电极反应式,阳极：,2Cl - 2e- = Cl2,阴极：,2H+ + 2e- = H2 ,总反应：,2NaCl+2H2O 2NaOH +H2 +Cl2,阳极：镀层金属电镀液：含有镀层金 属的电解质阴极：待镀金属制品,3、电镀应用于铜的
7、电解精炼,电解铜原理演示,电极反应式阴极（纯铜）: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)阳极（粗铜）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反应),Zn - 2e- = Zn2+ Ni-2e- = Ni2+,阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,3、电冶金,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠。,阳极：,2Cl - 2e- = Cl2,阴极：,2Na+ + 2e- = 2Na,总反应：,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ,阳极：镀层金属电镀液：含有镀层金 属的电解质阴极：待镀金属制品,2、电镀,1、电解饱和食盐水制造烧碱、氢气、氯气,阴极： 阳极：总反应
8、：,2H+ + 2e- = H2,2Cl- -2e- = Cl2,将化学能转化成电能的装置,将电能转化成化学能的装置,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置,活泼性不同的两电电解质溶液形成闭合回路,两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路,镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子,负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连,名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件,负极：氧化反应、金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：氧化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电
9、子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子,原电池与电解池比较,将化学能转化成电能的装置,将电能转化成化学能的装置,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置,活泼性不同的两电电解质溶液形成闭合回路,两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路,镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子,负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连,名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件,负极：氧化反应、金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：氧
10、化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子,（08全国卷）电解100mLc（H+）0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ）A0.10mol/LAg+B0.02mol/L Zn2+C0.20mol/L Cu2+D0.20mol/L Pb2+,12.用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出,固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（ ）ACu2+X3+H+BH+X3+Cu2+CX3+H+Cu2+ DCu2+H+X3+,
