教育专题：选修4第四章第三节电解池.ppt

第四章第四章 电化学基础电化学基础第三节第三节电解池电解池氢氢气气氧氧气气 电解电解电解水电解水：2 H2O=2 H2 O2+_一、电解原理一、电解原理1、电解：、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。阳两极引起氧化还原反应的过程。2、电解池（电解槽）：、电解池（电解槽）：把电能转化为化学能的装置把电能转化为化学能的装置注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是交流。而不是交流。熔融态熔融态的电解质也能被电解。的电解质也能被电解。3、形成电解池的条件、形成电解池的条件eeCC电解质溶液电解质溶液熔融电解质熔融电解质与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极电解质溶液或熔化的电解质溶液或熔化的电解质电解质形成闭合回路形成闭合回路阴极阴极阳极阳极【思考思考】在电解过程中，电子、离子是在电解过程中，电子、离子是如何形成闭合回路的？如何形成闭合回路的？CuCl2溶液在电流的作用下发生了溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了化学变化，分解生成了Cu和和Cl2实验实验4-2：用惰性用惰性(石墨石墨)电极电解氯化铜溶电极电解氯化铜溶液液阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液有气泡，气体有刺有气泡，气体有刺激性气味，并能使激性气味，并能使湿润的湿润的KI-淀淀粉试纸变蓝粉试纸变蓝碳棒上有一层红色碳棒上有一层红色的物质析出的物质析出现象：现象：阴极：阴极：阳极：阳极：铜铜Cl2结论：结论：电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：实验分析：电子的流向电子的流向:电子从外加电电子从外加电源的负极流出，流到电解源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回池的阴极，再从阳极流回电源正极。电源正极。（注意：电子（注意：电子只在外电路定向移动，不只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）能从溶液中移动）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。eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极4、电解池的工作原理、电解池的工作原理阴极阴极：与电源：与电源负极负极相连相连电子流电子流进进还原还原反应反应阳极阳极：与电源：与电源正极正极相连相连电子流电子流出出氧化氧化反应反应（1）两个电极的确定及电极反应）两个电极的确定及电极反应eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳离子阳离子移向移向阴极阴极放电放电，阴离子，阴离子移向移向阳极阳极放电放电阴极：阴极：Cu2+2e-Cu还原反应还原反应阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2氧化反氧化反应应总反应式：总反应式：CuCl2Cu+Cl2电解电解5、电解质溶液导电的实质、电解质溶液导电的实质电解质溶液（或熔融态电解质）的电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程导电过程，就，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。电解过程。【思考思考】什么叫放电？什么叫放电？阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。【思考思考】为什么为什么Cu2+、Cl-放电，而不是放电，而不是H+和和OH-？阴离子放电：阴离子放电：与阴离子的还原性的相对强弱有关与阴离子的还原性的相对强弱有关阳离子放电：阳离子放电：与阳离子的氧化性的相对强弱有关与阳离子的氧化性的相对强弱有关【思考思考】阴阳离子的放电顺序是什么？阴阳离子的放电顺序是什么？AgAgAgAg+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+H H H H+（酸电离）（酸电离）（酸电离）（酸电离）PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2+2+2+2+HH+（水（水（水（水电离的）电离的）电离的）电离的）AlAlAlAl3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa+KKKK+阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：溶液中阴离子的放电顺序是溶液中阴离子的放电顺序是S S 2-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-NONO33-SOSO4 42-2-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-【思考思考】电解氯化铜溶液时，溶液中电解氯化铜溶液时，溶液中CuCu2 2和和ClCl放放电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？电基本完毕后，电解过程是否也就停止了呢？溶液中溶液中Cu2+和和Cl放电完毕后，原溶液变为纯放电完毕后，原溶液变为纯水，此时，在纯水中存在水，此时，在纯水中存在H+和和OH，H+在阴极放在阴极放电，电，OH在阳极放电，实际上是电解水的过程在阳极放电，实际上是电解水的过程.阴极：阴极：4H+4e=2H2阳极：阳极：4OH4e=2H2O+O2总反应：总反应：2H2O=2H2+O2【思考思考】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。换成氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。电解电解（1）溶液中所含阳离子：）溶液中所含阳离子：H+、Na+，放电顺序：放电顺序：H+Na+阴阴极：极：2H+2e=H2（2）溶液中所含阴离子：）溶液中所含阴离子：OH、Cl，放电顺序：放电顺序：ClOH阳阳极：极：2Cl2e=Cl2总反应：总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2【思考思考】氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其氯化钠溶液换成熔融的氯化钠，其结果又如何呢？写出电极反应。结果又如何呢？写出电极反应。电解电解熔融的氯化钠中有熔融的氯化钠中有Na+和和Cl，Na+在在阴极放电生成金属钠，阴极放电生成金属钠，Cl在阳极放电生成在阳极放电生成氯气。氯气。阴极阴极：2Na+2e-=2Na（氧化反应）（氧化反应）阳极阳极：2Cl-2e-=Cl2（还原反应）（还原反应）总式：总式：2NaCl2Na+Cl2电解阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl【思考思考】分析电解反应（用惰性电极时）的分析电解反应（用惰性电极时）的一般思路是什么？一般思路是什么？小结小结1：分析电解反应分析电解反应(用惰性电极时用惰性电极时)的一般思路：的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后，还原性强弱判断反应的离子先后，最后分析得出产物最后分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子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-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小CuCl2CuCl2溶液溶液CuCl2Cu+Cl2电解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PH值值复原复原Na2SO4实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4阳极阳极:4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-=2H2变大变大不不变变加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O2H2+O2电解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-=H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小减小增增大大加加HClNaCl溶液溶液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:4OH-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+2H2O2Cu+O2+2H2SO4电解电解规律（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+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+阴阳离子定向移动，阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成在两极上失得电子成为原子或分子。如：为原子或分子。如：CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2电离电离 电解电解 条件条件过过程程 特点特点 联系联系 通电通电电电解解质质溶溶于于水水或或受热融化状态受热融化状态 电电解解质质电电离离后后，再通直流电再通直流电电解质电离成为自电解质电离成为自由移动的离子例：由移动的离子例：CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl-只产生自由移动只产生自由移动的离子的离子 发生氧化还原反应发生氧化还原反应生成了新物质生成了新物质 电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 【思考思考】电解池与原电池有哪些异同呢？电解池与原电池有哪些异同呢？小结小结2：电解与电离比较：电解与电离比较：电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移离子的迁移方向方向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生还原反应的电极的电极反应能否自发反应能否自发 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移阳离子向阴极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子向负极迁移阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应小结小结3：原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较:不自发不自发自发自发两个电极的类型：两个电极的类型：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活性电极(除铂、金外的金属除铂、金外的金属)：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极与活性电极惰性电极与活性电极CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极重点重点要判断电极反应的产物，必须要判断电极反应的产物，必须先先判断电极材料，判断电极材料，再再判断离子的放电顺序。判断离子的放电顺序。阳极：发生氧化反应阳极：发生氧化反应活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易不容易在电极上在电极上放电。放电。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等石墨、钛等)时：时：溶溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S S 2-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-NONO33-SOSO4 42-2-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+H H+PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+(H+)AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+CaCa+KK+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，生变化，无论是惰性电极还是活性无论是惰性电极还是活性电极电极都不参与都不参与电极反电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。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：阳离子在阴极上放电顺序是：阴极阴极:发生还原反应发生还原反应两个电极的类型：两个电极的类型：活性电极活性电极CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极阳极：阳极：Cu 2e-=Cu 2+阴极：阴极：Cu 2+2e-=Cu巩固练习巩固练习1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写写(惰性电极，溶液惰性电极，溶液)：H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO42、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液时，阴极析出的物质是液时，阴极析出的物质是_；阳极产物是；阳极产物是_。3、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，溶液时，阳极的产物是阳极的产物是_；阴极的产物是；阴极的产物是_。练习练习4 4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A)(B)(C)练习练习5、如图所示装置，指出、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名池的名称、电极名称、电极反应式、二池称、电极反应式、二池pH值的变化情况。值的变化情况。9.为为下下图图所所示示装装置置中中，a、b都都是是惰惰性性电电极极，通通电电一一段段时时间间后后，b极极附附近近溶溶液液呈呈红红色色。下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 XY bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、氯碱工业（、氯碱工业（电解饱和食盐水电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）以制造烧碱、氯气和氢气的工业）阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2总反应：总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2食盐水中存在的离子：食盐水中存在的离子：Na+、Cl-、H+、OH-离子放电顺序：离子放电顺序：阳离子阳离子 H+Na+阴离子阴离子 Cl-OH-电极反应：电极反应：H+Na+Cl-OH-阴极阴极阳极阳极 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应若电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：若电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：_ ，两极极板上都有气体，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？产生，如何检验气体的种类？阴极附近的溶液无色变为阴极附近的溶液无色变为红色红色阳极阳极:产生产生刺激刺激气体使湿润气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色淀粉试纸变蓝色.阴极阴极:产生产生无色、无味气体无色、无味气体(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.第一个问题:Cl2+2 NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸混合遇火或遇强光爆炸解决解决方法:使用离子交换膜使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题电解饱和食盐水必须解决两个主要问题（1）生产设备名称：）生产设备名称：离子交换膜电解槽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，把电解槽隔成阴极室和阳极室。阴极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合；防止氢气和氯气混合；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+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提示：提示：第二个问题：第二个问题：精精制制食盐水食盐水由于粗盐中含有泥沙、由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去、用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？电解饱和食盐水必须解决两个主要问题电解饱和食盐水必须解决两个主要问题泥沙泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-NaNa+、ClCl-、MgMg2+2+、CaCa2+2+、FeFe3+3+、引入引入BaBa2+2+Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略过量略过量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略过量略过量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+.Ba2+略过量略过量NaOH 溶液溶液除除Fe3+,Mg2+适量适量HCl溶液溶液调节调节PH 除除CO32-、OH-含氯含氯漂白剂漂白剂有机合成、造纸有机合成、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2二、电解原理的应用二、电解原理的应用2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀件待镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液阳极：阳极：镀层金属镀层金属阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金属的电解质属的电解质实质：阳极参加反应的电解实质：阳极参加反应的电解(电解质溶液浓度不变）电解质溶液浓度不变）阳极：阳极：纯铜板纯铜板阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：硫酸铜溶液硫酸铜溶液3 3、粗铜的电解精炼、粗铜的电解精炼+纯铜纯铜粗铜粗铜CuSO4溶液溶液三、电解原理的应用三、电解原理的应用问问:电解完后电解完后,CuSO4溶溶液的浓度有何变化？液的浓度有何变化？阳极：阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+ZnFeNiCuAgAu阴极阴极:Cu2+2e-=Cu阳极泥阳极泥阳极泥阳极泥:相对不活泼的金相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电属以单质的形式沉积在电解槽底解槽底,形成阳极泥形成阳极泥电解精炼铜原理：电解精炼铜原理：粗铜的溶解与纯铜的生成：粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：Cu 2e-=Cu2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：Cu2+2e-=Cu比铜活泼的金属：比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；只溶解，不析出；比铜不活泼的金属：比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；积形成阳极泥；电解质溶液中电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变（略小）。的浓度基本不变（略小）。制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2Na+2e-=2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融)2Na+Cl2二、电解原理的应用二、电解原理的应用4 4、电冶金、电冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，这样活泼的金属，电解法电解法几乎几乎是唯一可行的工业方法。是唯一可行的工业方法。电电解解熔熔融融氯氯化化钠钠制制钠钠4、电冶金、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）方法）制取金属铝制取金属铝电解熔融状态的电解熔融状态的氧氧化铝。化铝。阳极：阳极：6O2-12e-=3O2阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融)4Al+3O2冰晶石助熔剂：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工业上为什么用电解熔融氧氧化铝的方法冶炼铝而化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?AlClAlCl3 3为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解。为分子晶体，在融融状态下不电离，不导电，不能被电解。冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质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、电镀池的比较电电解池解池电解精炼池电解精炼池电镀电镀池池定定义义形成形成条件条件电电极极名称名称电电极极反反应应将将电电能能转变转变成化学能成化学能的装置。的装置。应应用用电电解原理在某些解原理在某些金属表面金属表面镀镀上一上一层层其其它金属的装置。它金属的装置。两两电电极接直流极接直流电电源源电电极插人极插人电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路镀层镀层金属接金属接电电源正极源正极待待镀镀金属接金属接电电源源负负极极电镀电镀液液须须含有含有镀层镀层金金属的离子属的离子阳极：阳极：电电源正极相源正极相连连阴极：阴极：电电源源负负极相极相连连阳极：阳极：镀层镀层金属；金属；阴极：阴极：镀镀件件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：阴极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应应应用用电电解原理将不解原理将不纯纯的金属提的金属提纯纯的装置。的装置。不不纯纯金属接金属接电电源正极源正极纯纯的金属接的金属接电电源源负负极极电电解解质质溶液溶液须须待提待提纯纯金属的离子金属的离子阳极：不阳极：不纯纯金属；金属；阴极：阴极：纯纯金属金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应 例例1：铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶混合溶液液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(标况标况)气气体体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质并确定析出铜的物质的量的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+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OH-2mol,即即产生产生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/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故故还有还有1mole-用于还原用于还原Cu2+,可可析出铜为析出铜为0.5mol.四、电解计算四、电解计算电子守恒法电子守恒法O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例例2：用石墨电极电解用石墨电极电解100mLH2SO4与与CuSO4的混合液，的混合液，通电一段时间后，两极均收集到通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，标况）气体，则原混合液中则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA阳极阳极O2为为0.1mol，电子为电子为0.4mol则则H2为为0.1mol，所以所以Cu为为0.1mol，浓度为浓度为A例例3：某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，相对分，相对分子质量为子质量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，溶液，用惰性电极进行电解。当有用惰性电极进行电解。当有0.01mol电子转移时，溶液电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重中金属离子全部析出，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-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：所以：x=2；M=64；n=3产生产生H+为为0.01mol，pH=1练习：练习：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、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB拓展：金属的防护拓展：金属的防护金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极海水海水CFe+下列装置暴露空气中一段时间下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 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电电解解类类型型举举 例例电电极反极反应应溶液溶液PH变变化化溶液溶液复原复原方法方法物物质类别质类别实实例例仅仅溶溶剂剂水水电电解解 仅仅溶溶质电质电 解解 溶溶质质和溶和溶剂剂都都电电解解 含氧酸含氧酸H2SO4强强碱碱NaOH活活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阴极阴极:4H+4e-=2H2阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O减小减小增大增大不不变变H2O阳极阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e-=H2增大增大HCl不活不活泼泼金属金属的无氧酸的无氧酸盐盐CuCl2阳极阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极阴极:Cu2+2e-=Cu增大增大 CuCl2活活泼泼金属的金属的无氧酸无氧酸盐盐NaCl阳极阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极阴极:2H+2e-=H2增大增大 HCl不活不活泼泼金属金属的含氧酸的含氧酸盐盐CuSO4阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O阴极阴极:2Cu2+4e-=2Cu减小减小CuO放氢生碱放氧生酸电解精炼铜电解精炼铜电解精炼铜电解精炼铜