高二化学电解

电解
三.其他问题的讨论：
• 1. 电解后溶液中溶质的浓度变化 • • 2.如何恢复原来的浓度 3.电解后溶液PH值的变化
用惰性电极电解下列溶液
电解物质 Na2SO4(ag) 电极反应
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H ↑
⑵、具有电解质溶液 ⑶、形成闭合回路
3、原电池电极的判断
负极： 较活泼金属，电子流出，发生氧化反应 正极： 较不活泼金属或非金属，电子流入，发 生还原反应
Ⅰ
Ⅱ
C
C
CuCl2溶液 现象： 与电源正极相连的电极上有气泡析出，与 电源负极相连的电极上有红色物质析出
电解氯化铜溶液微观模拟
C
C
CuCl2溶液 结论：氯化铜溶液通电后发生了化学变化， 而电流的作用是这种化学变化的根本原因。
电解
⑵、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、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。 如电解盐酸、CuCl2溶液等时 电解盐酸 阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑ 电解 总反应：2HCl＝＝ Cl2↑ + H2↑ 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(通入一 定量的HCl气体)
+
电解原理及其应用
复习：
想一想：构成原电 池的条件是什么?
e－ C

1、原电池：将化学能转变为电能的装置。 e－ 负极 (Zn)：Zn－2e－＝Zn2+ (氧化反应) 正极 (C)： Cu2+ +2e－＝Cu (还原反应) CuSO4溶液
Zn
2、构成原电池的条件：
⑴、具有不同的电极，较活泼的金属作负极， 较不活泼的金属或非金属作正极。
⑶、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CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。 电解CuSO4溶液: 阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu 电解 总反应： 2CuSO4 +2H2O ＝ 2Cu+O2↑ +2H2SO4 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。
Cl2
H2
+
淡盐水
阳 极
－
NaOH溶液 Cl2 H+
阴 极
金属钛网
Na+
Cl— OH—
碳钢网
阳 极 室
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
阴 极 室
H2O（含少量NaOH）
第二个问题：精制食盐水
提示：
1、用什么方法除去泥沙？ 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42— 3、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？ 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 交换膜，那么如何除去这些杂质呢？
略过量 2+ Na2CO3 溶液 除Ca2+. Ba
Na+、 Cl-、
适量HCl溶液 调节PH 除 CO32- 、OH-
Na+、 Cl-
CO32-
、
OH-
4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。
通直流电后， 阳极： 2Cl - －2e- == Cl2↑ 阴极： 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应： 2NaCl(熔融)
②阳极: 阴离子放电，失电子能力强先放电
A.若阳极是金属(金属活动顺序表Ag以前)，溶液中的阴 离子一律不放电，而是电极材料失电子 。
B.若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)，则放电顺序如下： S2－＞I－＞Br－＞Cl－ ＞OH－＞含氧酸根离子
8.影响离子放电顺序的因素
⑴电极材料 ⑵离子本身的氧化性﹑还原性
.
解决方法:使用离子交换膜
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
• （1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 • 阴极：碳钢 阳极：钛 • 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)，把电解槽隔 成阴极室和阳极室。 • （2）离子交换膜的作用： • a、防止氢气和氯气混合； • b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影 响氢氧化钠的产量。
4Al + 3O2 ↑
助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）
阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl ?
原电池、电解池、电镀池判定规律
若无外接电源， 可能是原电池，然后依据原 电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看” 先看电极：两极为导体且活泼性不同 再看溶液：两极插入电解质溶液中 后看回路：形成闭合回路或两极接触 若有外接电源，两极插入电解质溶液中， 则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质 溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情 况为电解池。
电解对象
H2O HCl CuCl2
浓度 变化
PH 电解质复 变化 原所加物
质
增大 不变 H2O 减小 增大 HCl 减小 稍小 CuCl2 HCl
HCl(ag) CuCl2(ag) NaCl(ag) KBr(ag) CuSO4(ag) AgNO3(ag) H2SO4(ag)
阳极:2Br -2e-=Br
HO
2
HO
增大 增大 H2O
四、电解原理的应用 1、铜的电解精炼 ⑴、粗铜所含的杂质 Zn、Fe、Ni、Ag、Au等 ⑵、粗铜的精炼 以粗铜为阳极，以纯 铜为阴极， 以CuSO4溶液 为电解液进行电解 阳极： Zn －2e－＝Zn2+ Ni －2e－＝Ni2+ 阴极： Cu2+ +2e－＝Cu
纯铜
H2 ． （2）在阴极，由于 H+ 容易得到电子被还原生成 OH- 浓度增大， 使H2O 电离向右移动，因此阴极 PH 。 增大
2H+ + 2e- = H2 阴极方程式：
。
电解 2 NaCl 2 H 2O Cl2 H 2 2 NaOH 总化学方程式： ;
总离子方程式:
电解 2Cl 2H 2 O Cl 2 H 2 2OH
第四单元
第一节
一、电解原理
电解原理及应用
电解原理
1、电解： 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。 2、电解池：
电能转化为化学能的装置
3、形成电解池的条件
e－ ⑴与电源相连的两个电极 阴极 C
e－ 阳极 C
⑵、电解质溶液或熔化的 电解质 ⑶、形成闭合回路 4、电极的判断
CuCl2溶液
相同点 都是氧化还原反应 (从原理分析)
6、电极反应的书写： (1)写出以碳棒作电极电解 氯化铜溶液的电极反应式 阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极 ： Cu2+ +2e－＝ Cu 总反应：CuCl2 ＝＝Cu+ Cl2↑
电解
C
C
(2)写出以碳棒作电极电解氯化钠溶液的电极反 应式及总反应 阳极 ： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑ 阴极 ：2H+ +2e－＝ H2 ↑
－
+
粗铜
CuSO4溶液 Fe－2e－＝Fe2+ Cu－2e－＝Cu2+
2、电镀 ⑴、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。 + － ⑵、电镀池形成条件 镀层金属
镀件
①、镀件作阴极
②、镀层金属作阳极
③、含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液
含镀层金属离子的盐溶液
三、电解原理的应用
通电
2Na + Cl2 ↑
结论：电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是最强有力的氧化还原的手段。
4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的
方法）
制取金属铝 阳极：
电解熔融状态的氧化铝。
6O 2- －12e- == 3O2↑
阴极：
4Al 3+ + 12e- == 4Al
通电
冰晶石
总反应： 2Al2O3(熔融)
×
） ）
（2）电解质溶液导电过程就是电解过程(
√
（3）原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化 反应（ × ）
二、电解规律的讨论：(用惰性电极电解时)
C或Pt
C或Pt
以石墨为电极，电解下列物质： 1. 盐酸、 CuCl2溶液
3. Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液 2. AgNO3溶液、CuSO4溶液
4.NaCl 溶液 NaBr溶液
⑴、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H2SO4、HNO3 NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为： 阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑ 阴极： 4H+ +4e－＝2H2 ↑
总反应：2H2O＝＝ O2↑ +2H2↑ 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。
3、氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。
通电后，在电场的作用下，
Cl-、OH- 向阳极移动。
Na+、Cl- ，H O电离出H+、OH- 。 （1）在NaCl溶液中,NaCl电离出 2