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1、电解原理及应用现在学习的是第1页，共25页思考1 1下列装置中哪些为原电池？为什么。思考2 2铅蓄电池反应，总化学方程式为：，请写出放电时的电极 方程式反应式。现在学习的是第2页，共25页1 1、电解氯化铜（如图）、电解氯化铜（如图）现在学习的是第3页，共25页（2 2）实验现象）实验现象在第一步和第二步中均在第一步和第二步中均无新现象无新现象发生。在发生。在第三步实验中，电流表的指针发生偏转；阴极石第三步实验中，电流表的指针发生偏转；阴极石墨棒周围墨棒周围CuClCuCl2 2溶液绿色变深，阳极石墨棒周围溶液绿色变深，阳极石墨棒周围CuClCuCl2 2溶液绿色变浅；溶液绿色变浅；阴极阴极石
2、墨棒上逐渐覆盖石墨棒上逐渐覆盖了一层了一层红色固体红色固体，阳极阳极石墨棒上有石墨棒上有气泡气泡放出，放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到并可闻到刺激性的气味，同时看到湿润的碘湿润的碘化钾淀粉化钾淀粉试纸变为试纸变为蓝色蓝色。现在学习的是第4页，共25页（3 3）实验）实验结论结论在通直流电的条件下，溶液里的在通直流电的条件下，溶液里的CuClCuCl2 2发生发生了分解反应：了分解反应：CuClCuCl2 2=CuCuClCl2 2CuCu生成于生成于阴极阴极的石墨棒上，的石墨棒上，ClCl2 2生成于生成于阳极阳极的石墨棒上。的石墨棒上。现在学习的是第5页，共25页（4 4）原理）原理分析
3、分析：CuClCuCl2 2是强电解质且易溶于水，在水溶液中是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离电离生成生成CuCu2 2和和ClCl。CuClCuCl2 2CuCu2 22Cl2Cl通电前，通电前，CuCu2 2和和ClCl在水里在水里自由自由地移动着；通电后，这地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向定向移动。溶液中移动。溶液中带正电的带正电的CuCu2 2向向阴极阴极移动，带负电的移动，带负电的氯离子氯离子向向阳极阳极移动。在移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在
4、阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。阳极放出。阴极：阴极：CuCu2 22e2eCuCu阳极：阳极：ClCl2e2e ClCl2 2电解电解CuClCuCl2 2溶液的化学反应方程式：溶液的化学反应方程式：CuClCuCl2 2=Cu=CuClCl2 2现在学习的是第6页，共25页电解原理电解原理1、电解的概念、电解的概念使使电流电流通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴、阳两极阴、阳两极引起引起氧化氧化还原反应还原反应的过程叫做电解。的过程叫做电解。注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是
5、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。现在学习的是第7页，共25页2 2、电解池电解池:借助于借助于电流电流引起引起氧化还原反应氧化还原反应的装置，也就是把的装置，也就是把电能电能转变为转变为化学能化学能的装的装置叫做电解池或电解槽。置叫做电解池或电解槽。3 3、构成电解池的、构成电解池的条件条件（1 1）直流直流电源。电源。（2 2）两个电极。其中与电源的）两个电极。其中与电源的正极正极相连的电相连的电极叫做极叫做阳极阳极，与电源的，与电源的负极负极相连的电极叫做相连的电极叫做阴阴极极。（3 3）电解质）电解质溶液溶液或或熔融态电解质熔融态电解质。现在学习的是
6、第8页，共25页4、两电极及电极反应、两电极及电极反应阳极（与电源阳极（与电源正极正极相连）：相连）：氧化氧化反应反应阴极（与电源阴极（与电源负极负极相连）：相连）：还原还原反应反应现在学习的是第9页，共25页5、电解质导电的、电解质导电的实质实质 对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子电子从从电源的电源的负极负极沿导线流入电解池的沿导线流入电解池的阴极阴极，电解质的，电解质的阳阳离子离子移向移向阴极阴极得电子发生得电子发生还原反应还原反应；电解质的；电解质的阴离阴离子子移向移向阳极阳极失去电子（有的是组成失去电子（有的是组成阳极的金属原子阳极的金属原
7、子失去电子）发生失去电子）发生氧化反应氧化反应，电子电子从电解池的从电解池的阳极流阳极流出出，并沿导线流回，并沿导线流回电源的正极电源的正极。这样，电流就依靠。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的质溶液（或熔融态电解质）的导电过程导电过程，就是电解，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。电解过程。现在学习的是第10页，共25页电解质溶于水或熔融状态下电解质溶于水或熔融状态下电解质电离
8、后，再通电电解质电离后，再通电电解质电离成自由移动电解质电离成自由移动的离子，如：的离子，如：CuCl2=Cu2+2Cl-阴阳离子定向移动，在两阴阳离子定向移动，在两极失得极失得e-成为原子、分子，成为原子、分子，如：如：CuCl2=Cu+Cl2电解电解只产生自由移动的离子只产生自由移动的离子氧化还原反应生成新物质氧化还原反应生成新物质电解必须建立在电离基础上电解必须建立在电离基础上现在学习的是第11页，共25页比比较项目目电解池解池原原电池池能量能量转换电能能转化化为化学能化学能化学能化学能转化化为电能能能否自能否自发反反应不自不自发，可以是，可以是两个活性相同的两个活性相同的电极极反反应自
9、自发，两个活，两个活性不同的性不同的电极极两两个个电极极氧化反氧化反应失去失去电子子 接接电源正极，阳极源正极，阳极作作为负极极，对外外电路送出路送出电子子还原反原反应获得得电子子 接接电源源负极，阴极极，阴极作作为正极，接受由正极，接受由外外电路流回的路流回的电子子电池内离池内离子的迁移子的迁移方向方向阴离子向正极（阳极）阴离子向正极（阳极）迁移阳离子向迁移阳离子向负极极（阴极）迁移（阴极）迁移阴离子向阴离子向负极迁移极迁移阳离子向正极迁移阳离子向正极迁移无关离子不迁移无关离子不迁移相同点相同点两个两个电极、极、导线、电解解质溶液溶液现在学习的是第12页，共25页化学能化学能电能电能电能电能
10、化学能化学能负极负极正极正极阳极阳极阴极阴极负极：氧化反应（失负极：氧化反应（失e-）正极：还原反应（得正极：还原反应（得e-）阳极：氧化反应（失阳极：氧化反应（失e-）阴极：还原反应（得阴极：还原反应（得e-）负极负极正极正极电源正极电源正极阳极阳极电源负极电源负极阴极阴极无无有有现在学习的是第13页，共25页阴极上，阳离子的放电顺序为：阴极上，阳离子的放电顺序为：K K+CaCa2+2+NaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+ZnZn2+2+FeFe2+2+HH+CuCu2+2+FeFe3+3+HgHg2+2+AgAg+阳极上，阴离子的放电顺序为：阳极上，阴离子的放电顺序为：F F-含氧
11、酸根含氧酸根OHOH-ClCl-BrBr-II-S(F(F、NONO3 3、SOSO4 42-2-等等)（惰性电极惰性电极）现在学习的是第15页，共25页电解质溶液电解规律电解质溶液电解规律S S2-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-含氧酸根含氧酸根FF-AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+FeFe2+2+ZnZn2+2+H+AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+与与区：电解电解质型区：电解电解质型与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型与与区：电解水型区：电解水型现在学习的是第16页，共25页电解质水溶液中离子的放电规律阳极阳极:含氧酸根含氧酸
12、根OH-Cl-I-S2-阴极阴极:金属活动顺序的逆顺序金属活动顺序的逆顺序练习2 2写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总的电解方程式 （1）Na2SO4 HCl （2）NaOH NaCl （3）H2SO4 CuSO4 （4）AgNO3 H2O 现在学习的是第17页，共25页惰性电极电解水溶液的规律：类型类型类型类型电极反应特点电极反应特点电极反应特点电极反应特点实例实例实例实例电解电解电解电解对象对象对象对象电解质电解质电解质电解质浓度浓度浓度浓度pHpH电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液复原复原复原复原电电电电 解解解解水型水型水型水型分分分分 解解解解电电电电 解解解解质型质型
13、质型质型放放放放H H H H2 2 2 2生生生生 碱碱碱碱型型型型放放放放O O O O2 2 2 2生生生生 酸酸酸酸型型型型阴：阴：4H+4e=2H2阳：阳：4OH-4e=O2+2H2O电电解解质质的的阴阴阳阳离离子子分分别别在在两两极放电极放电阴：水放阴：水放H2生碱生碱阳：电解质阴离子放电阳：电解质阴离子放电阴：电解质阳离子放电阴：电解质阳离子放电阳：水放阳：水放O2生酸生酸NaOHH2SO4Na2SO4HClNaClCuSO4水水电解质电解质本身本身电解质电解质+水水生成新生成新电解质电解质生成新生成新电解质电解质H2OHClHClCuO现在学习的是第18页，共25页练习1 1用
14、碳棒做电极电解CuSO4水溶液（1）画出电解装置，注明阴、阳两极。（2）写出电极反应式及总的电化学方程式。（3）若阴极上有1.6g Cu析出，则电子转移_mol，阳极产生气体体积（标况）为_L现在学习的是第19页，共25页二、二、电解原理的电解原理的应用应用 1、铜的电解精炼、铜的电解精炼 现在学习的是第20页，共25页（2 2）电解法）电解法精炼精炼铜的化学原理铜的化学原理阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：CuCu2e2eCuCu2 2阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：CuCu2 22e2eCuCu结论：电解液结论：电解液CuSO4的浓度基本的浓度基本 保持保持不变不变现在学习的是第21页，共25页说明
15、：说明：粗铜中往往含有粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金锌、铁、镍、银、金等多种杂等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如性顺序铜以前的金属杂质如ZnZn、FeFe、NiNi等，也会同时等，也会同时失去电子，如：失去电子，如：ZnZn2e2eZnZn2 2 NiNi2e2eNiNi2 2但是它们的但是它们的阳离子比铜离子难以阳离子比铜离子难以还原，所以它们还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因而位于金属活动
16、性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当成阳离子溶解下来，当阳极阳极上的铜失去电子变成离子溶上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）现在学习的是第22页，共25页2 2、电镀、电镀(1)(1)定义定义：电镀是：电镀是应用电解原理应用电解原理在某些金属表在某些金属表 面面镀镀上一薄层其他上一薄层其他金属或合金金属或合金的过程。的过程。(2)(2)目的：电镀的目的主要是使目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀金属增强抗腐蚀能力、能力、增加美观和表面硬度增加美观和表面硬度。(3)(3)原理原理：与电解精炼铜的原理是一致的：与电解精炼铜的原理是一致的(4)条件：条件：镀件镀件金属作金属作阴极阴极；镀层镀层金属作金属作阳极阳极；含有含有镀层镀层金属离子的电解质配成金属离子的电解质配成电镀液电镀液 现在学习的是第23页，共25页现在学习的是第24页，共25页作业作业：课后习题：课后习题现在学习的是第25页，共25页