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电解的应用本讲稿第一页，共二十五页二、电解原理的重要应用二、电解原理的重要应用H+Na+Cl-OH-阳极放出有刺激性气味的气体阳极放出有刺激性气味的气体阴极放出无色无味的气体阴极放出无色无味的气体1、电解饱和食盐水、电解饱和食盐水电极反应方程式电极反应方程式 阴极：阴极：2H+2e-H2阳极：阳极：2Cl-Cl2+2e-总方程式：总方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2通电通电注意：阴极区注意：阴极区pH值升高，酚酞变红（阴极与负极相连）值升高，酚酞变红（阴极与负极相连）本讲稿第二页，共二十五页用惰性电极电解饱和食盐水用惰性电极电解饱和食盐水：产生的氯气、氢气和氢氧化钠之间能否发生反应？产生的氯气、氢气和氢氧化钠之间能否发生反应？会产生什么危害？如何才能有效地隔开电解产物？会产生什么危害？如何才能有效地隔开电解产物？实践与应用：实践与应用：离子膜电解槽用的是什么膜？该膜具有什么离子膜电解槽用的是什么膜？该膜具有什么特点？电解槽分成几个室，电解前每个室各加入特点？电解槽分成几个室，电解前每个室各加入什么物质？电解的结果怎样？什么物质？电解的结果怎样？本讲稿第三页，共二十五页 离子膜电解法离子膜电解法只允许阳离子只允许阳离子Na+透过膜由阳极透过膜由阳极室进入阴极室，而阴离子室进入阴极室，而阴离子Cl、OH和气体不能透过。和气体不能透过。1、主体设备：离子膜电解槽、主体设备：离子膜电解槽阳极室加入饱和食盐水，阳极室加入饱和食盐水，阴极室加入去离子水阴极室加入去离子水2、阳极室和阴极室加入的物质：、阳极室和阴极室加入的物质：阴极室：阴极室：H+在阴极表面放电生成氢气，在阴极表面放电生成氢气，Na+透过膜由阳极室进入阴极室，透过膜由阳极室进入阴极室，在阴极室得到纯度较高的在阴极室得到纯度较高的NaOH溶溶液；液；离子膜把电解槽隔成阴极室和阳极离子膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。室。3、电解结果：、电解结果：阳极室：阳极室：Cl在阴极表在阴极表面放电生成氯气面放电生成氯气阳离子膜：阳离子膜：本讲稿第四页，共二十五页本讲稿第五页，共二十五页1、为什么要进行铜的电解精炼？、为什么要进行铜的电解精炼？2、进行铜的电解精炼的阴阳极采用什么材料？进行铜的电解精炼的阴阳极采用什么材料？电解质溶液是什么？电解质溶液是什么？3、铜的电解精炼可以得到哪些产物？、铜的电解精炼可以得到哪些产物？本讲稿第六页，共二十五页+-纯铜纯铜粗铜粗铜电解液电解液(CuSO4溶液溶液)阴极：阴极：Cu2+2e-Cu（还原反应）（还原反应）阳极：阳极：Cu Cu2+2e-（氧化反应）（氧化反应）特征特征纯铜作阴极，粗铜作阳极纯铜作阴极，粗铜作阳极电解质中的阳离子与阳极材料主要金属元素相同电解质中的阳离子与阳极材料主要金属元素相同电解液电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、铜的电解精炼、铜的电解精炼阳极还包含阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比失电子，且比Cu优先失电子优先失电子阳极泥阳极泥银、金、铂等不活泼金属形成银、金、铂等不活泼金属形成本讲稿第七页，共二十五页1.电镀的定义电镀的定义?电镀的目的电镀的目的?2.以铁钉上镀铜为例分析：以铁钉上镀铜为例分析：电镀的阴阳极和电镀液如何电镀的阴阳极和电镀液如何选择选择?本讲稿第八页，共二十五页3.3.电镀电镀电镀：电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上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金的过程一薄层其他金属或合金的过程，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阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品电镀液：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镀铜镀铜阳极（铜）阳极（铜）Cu-2e-=Cu2+阴极（铁）阴极（铁）Cu2+2e-=Cu本讲稿第九页，共二十五页电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，实质上是电解水。如电解溶液时，实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：等溶液时其电极反应式为：阳极阳极：4OH2H2O+O2+4e阴极：阴极：4H+4e2H2总反应：总反应：2H2OO2+2H2电解电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。的浓度，只需加入一定量的水即可。4、惰性电极电解电解质溶液的规律、惰性电极电解电解质溶液的规律（1）电解水型：电解水型：本讲稿第十页，共二十五页电解无氧酸溶液电解无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。如电解盐酸、如电解盐酸、CuCl2溶液等时溶液等时电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通通入一定量的入一定量的HCl气体气体)阳极：阳极：2ClCl2+2e阴极：阴极：2H+2eH2总反应：总反应：2HClCl2+H2电解电解盐酸电解盐酸（2）电解电解质本身电解电解质本身本讲稿第十一页，共二十五页电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶等。溶等。阳极阳极：4OH2H2O+O2+4e阴极：阴极：2Cu2+4e2Cu总反应：总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4电解电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液（3）放氧生酸型放氧生酸型本讲稿第十二页，共二十五页电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极阳极(C)：2ClCl2+2e阴极阴极(C)：2H+2eH2总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2电解（4）放氢生碱型放氢生碱型本讲稿第十三页，共二十五页 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变变化化溶液复原方法溶液复原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质电电解解溶溶质质和和溶溶剂剂同同时电时电解解含氧酸含氧酸H2SO4强强碱碱NaOH活活泼泼金属的含氧金属的含氧酸酸盐盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-2H2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不活不活泼泼金属的无金属的无氧酸氧酸盐盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减小减小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不活不活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-2Cu减小减小CuO本讲稿第十四页，共二十五页惰性材料作电极，惰性材料作电极，两极接通直流电。两极接通直流电。含氧酸，可溶碱，含氧酸，可溶碱，活泼金属含氧盐，活泼金属含氧盐，电解实为电解水。电解实为电解水。无氧酸电解自身解，无氧酸电解自身解，pH pH变大浓度减。变大浓度减。活泼金属无氧盐，活泼金属无氧盐，电解得到相应碱。电解得到相应碱。不活泼金属无氧盐，不活泼金属无氧盐，成盐元素两极见；成盐元素两极见；不活泼金属含氧盐，不活泼金属含氧盐，电解得到相应酸。电解得到相应酸。非惰性材料作电极，非惰性材料作电极，既能电解又精炼；既能电解又精炼；镀件金属作阴极，镀件金属作阴极，镀层金属阳极连；镀层金属阳极连；阳粗阴纯为精炼，阳粗阴纯为精炼，电解液含相应盐。电解液含相应盐。电解都有共同点，电解都有共同点，阳极氧化阴极还阳极氧化阴极还。电电解解口口诀诀本讲稿第十五页，共二十五页（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值值的变化。的变化。巩固练习巩固练习本讲稿第十六页，共二十五页1.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。下下列列说说法正确的是法正确的是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 XYbPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC本讲稿第十七页，共二十五页2.2.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，对该装置的有关叙述正，对该装置的有关叙述正确的是确的是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本讲稿第十八页，共二十五页1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阳极不能、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阳极不能得到氧气的是（得到氧气的是（）A.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水的量都发生变化的是（水的量都发生变化的是（）A.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH3、以石墨作电极电解水时，溶液、以石墨作电极电解水时，溶液pH值变大的是（值变大的是（）A.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOH练习CBCCD本讲稿第十九页，共二十五页练习练习1：在：在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解个电极，通电电解(不考虑水分蒸发不考虑水分蒸发)，则：，则：若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化？质浓度将怎样变化？若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是。如果两极均为铜片且不考虑如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电在阴极上放电当电路中有当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重电子通过时，阴极增重g，阴极上的电极反应式是阴极上的电极反应式是。不变不变0.32ZnZn2+2eCu2+2eCu本讲稿第二十页，共二十五页练习练习2：下列叙述：下列叙述不正确不正确的是的是A电解饱和食盐水时，用铁作阳极，电解饱和食盐水时，用铁作阳极，Cl发发生氧化反应生氧化反应B电解法精炼铜时，纯铜作阴极，电解法精炼铜时，纯铜作阴极，Cu2+发生发生还原反应还原反应C电镀铜时，金属铜作阳极，电镀液可用硫电镀铜时，金属铜作阳极，电镀液可用硫酸铜溶液酸铜溶液D铜锌原电池中，锌作负极，电子从锌极流铜锌原电池中，锌作负极，电子从锌极流向铜极向铜极A本讲稿第二十一页，共二十五页练习练习3：某同学按右图所示的装置进行电解实验。下：某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是列说法正确的是A、电解过程中，铜电极上有、电解过程中，铜电极上有H2产生产生B、电解初期，主反应方程式为：、电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C、电解一定时间后，石墨电极上有铜析出、电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D、整个电解过程中，、整个电解过程中，H的浓度不断增大的浓度不断增大BC本讲稿第二十二页，共二十五页3、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（得到氢气的是（）A.Na2SO4B.AgNO3C.NaClD.NaOHB本讲稿第二十三页，共二十五页用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反用惰性电极电解下列溶液，写出电极反应式和总反应方程式：应方程式：1.KNO3溶液溶液作业作业2.HBr溶液溶液3.CuCl2溶液溶液本讲稿第二十四页，共二十五页2.完成下列溶液的电极反应式和电解反应方程式。完成下列溶液的电极反应式和电解反应方程式。(以石墨为电极电解以石墨为电极电解)盐酸盐酸：硫酸溶液：硫酸溶液：NaOH溶液溶液:NaCl溶液溶液：CuSO4溶液：溶液：想一想本讲稿第二十五页，共二十五页