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1、第2节 电能转化为化学能-电解,一、电解原理,电解:在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。,电解池:借助氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置.,构成条件:(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生氧化反应 接电源负极的为阴极，发生还原反应(3)电解质溶液或熔化的电解质（4）形成闭合回路,电子的流向: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。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）,离子定向移动的方向:阳离子向 阴极移动,阴离子向 阳极移动.,惰性电极与活性电极：惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参
2、与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应,阴极,阳极,阳离子,阴离子,得电子还原反应,失电子氧化反应,下面以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。,这是电解熔融盐的情况。电解电解质溶液又会发生什么反应呢？,实验：用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液,现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使 湿润的KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2),阴极：碳棒上有一层红色的铜析出,阴极,阳极,氯气,铜,CuCl2溶液,实验分析：,通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子：H+、Cu2+阴离子：OH-、Cl-做无规则运动,通电后：（必须直流电）（1）确定电极名称：阳极（接电源正极）阴极（接电源
3、负极）与电极材料无关,（2）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 阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反应 阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应总式：,（3）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低,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？,思考：,离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,当阳极为活性电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。当阳极为惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：,S 2-SO32-I-B
4、r-Cl-OH-NO3-SO42-F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca+K+,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的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：,阳极：,阴极:,想一想：以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？,阳极：Cu Cu 2+2e-阴极：Cu 2+2e-Cu,五.电解方程式的书写：,例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，,阴极：,阳极：,、两极半反应相加得总方程式；,阴极：,阳极：,2Cl Cl2 2e-,2 H+2e-H2,OH SO4 2,H+Cu2+,H2
5、O H+OH,CuSO4 Cu2+SO4 2,、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：,、然后写电极反应式：,H2Cl2,或 2HCl,（电解化学方程式）,H2Cl2,2H+2Cl,（电解离子方程式）,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,一、电解饱和食盐水反应原理,阴极：阳极：总反应：,2H+2e-H2,2Cl-Cl2+2e-,现象：阳极：有黄绿色气体产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红,上述装置的弱点：,1.H2和Cl2 混合不安全2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯,1、生产设备
6、名称：离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)阴极：碳钢网(有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。2、离子交换膜的作用：(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量,+,-,纯铜,粗铜,电解液(CuSO4溶液),阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）,特征,纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+,2、精炼铜,阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子,+,-,铁片,铜片,电
7、镀液(CuSO4溶液),阴极：Cu2+2e-=Cu（还原反应）阳极：Cu 2e-=Cu2+（氧化反应）,特征,被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电镀液CuSO4的浓度基本不变,3、电镀铜,电镀的定义：,电镀的意义：,电解规律（惰性电极电解电解质溶液的一般规律）,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-Cl2+2e-,阴极：Cu2+2e-2Cu,减小,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极:4H+4e-2H2,变大,不变,加H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2+O2,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2
8、e-Cl 2,阴极:2H+2e-H2,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,减小,增大,加HCl,NaCl溶液,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极：Cu2+2e-Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：4H+4e-2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：2H+2e-H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：Cu2+2e-Cu,
9、减少,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：2H+2e-H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：2Cu2+4e-2Cu,减小,CuO,1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,巩固练习,2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B,3.为下图所示装置中，a、b都是惰性电
10、极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变,AC,4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电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)，电极上析出银的质量大约是：A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg,B,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2、HCl与区：放氢生碱型 如NaCl与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4、NaOH,阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+,
