人教版化学选修四电解池

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AlCl3?
1、电解：在外加直流电源的作用下，电解质的离子在阴
阳两极发生氧化还原反应的过程。
电流是发生氧化还原反应的根源、动力。
2、电解池：电能转变为化学能的装置。
3、构成电解池的条件：
①直流电源； 阴极:与电源负极相连
②两个电极 阳极:与电源正极相连
[还原反应] [氧化反应]
③电解质溶液或熔融电解质； ④形成闭合回路。
复到电解前的浓度应向其中加入（C ）
A、NaCl(s) C、通入HCl气体
B、H2O D盐酸
思考：
请大家分析下列电解一段时间后，为了使 其恢复到和原来的溶液一样，应加入什么 物质？
HCl （HCl气体） CuCl2（ CuCl2 ） NaCl （HCl气体） K2S（H2S气体）
CuSO4 （CuO） AgNO3 （Ag2O）
3、阴阳两极各发生什么反应？
Cu2+
Cl-
ClCl- Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Cl-
Ⅱ通电后
电极反应：
阳极：2Cl- －2e- = Cl2↑ （氧化反应） 放
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）电
总反应：
通电
CuCl2 ===
Cu+Cl2↑
阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。
材料，不参与电极反应。
练习：
写出用石墨作电极电解下列溶液的电极 反应式和总反应方程式。
CuCl2 、Na2SO4 、CuSO4、NaCl NaOH、H2SO4
书写电极反应式及总方程式的方法小结
①判断电极材料
②明确溶液中存在哪些离子
（包括水的电离，并分 成阳离子组和阴离子组）
③判断阴阳离子的放电顺序
5、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
B.F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2↑ C.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
如何判断电解池的阴阳极呢？
A、35.5:108
B、1:2
C、8:1
D、108:35.5
4、（广东、江苏高考题）用惰性电极实现电解，下列
说法正确的是（ D）
A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物 质的量之比为1:2 D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物 质的量之比为1:1
④根据阳极氧化，阴极还原完成电极反应式
（注意得失电子守恒）
⑤由阴阳两电极反应式，合并得总反应式
（弱电解质的须保持分子形式）
练习： 用惰性电极分别进行下列溶液电 解
电解质
NaOH
H2SO4 Na2SO4 HCl
CuCl2 NaCl
CuSO4
电解对象 水 水 水 电解质 电解质 电解质和水 电解质和水
4、整个电路中电子的流向如何？
电子：从电源
e- e-
电子：从电解
的负极流出， 沿导线流入电
解池的阴极
e-
阴极
－
e-C
＋ Cee--阳极池沿的导源阳线的极流正流回极出电，
Cu2++2e-=Cu （还原反应）
ClOH-
2Cl-－2e- =Cl2↑ （氧化反应）
Cu2+
H+
I
CuCl2溶液
一、电解原理
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、
银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，
如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利
用电解的方法精炼粗铜。
纯铜
粗铜含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等) 阳极： Zn Zn -2e- = Zn2+
粗铜 Fe Fe -2e- = Fe2+
氧化性强的先得到电子，先放电。
阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。
5、离子放电顺序：
（1）阳离子放电（得电子）顺序：氧化性
Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+ >
Fe2+ >Zn2+ >（H+）（水）﹥ Al3+ > Mg2+ > Na+
思考：
1、通电前溶液中有哪些离子？如何运动？
CuCl2＝Cu2++2Cl-
H2O
H+ + OH-
四种离子（Cu2+、H+、Cl-、OH-）
作无规则地自由运动。
Cl- Cl- Cl-
Cu2+
Cl-
Cl-
Cu2+
Cu2+ Cl-
Ⅰ通电前
－＋
2、通电后离子如何运动？
阴极 阳极
电场作用下， 阴阳离子作定向运动： Cu2+、H+ 移向阴极； Cl-、 OH- 移向阳极。
物是 Ag+；阴极的产物是 Ag 。
2、试写出下列装置中所发生的电极反应式。
Hale Waihona Puke 石墨石墨 铂铜铁石墨
CuSO4溶液 (A)
KBr溶液 (B)
NaNO3溶液 (C)
3、在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、
Na+、SO42-、NO3-、Cl-，将该溶液放在用惰 性电极的电解池中通电片刻，则氧化产物
和还原产物的质量之比为（ C ）
思考: （1）电解池的两极各产生什么 现象?若在两极附近均滴加酚酞 试液，会有什么现象? （2）怎样初步检验两极产物的 生成? （3）结合教材，分析产生这种 现象的原因。
实验装置
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：钛钢网
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。
与正极相连的一极
电子流入的一极 阴离子移向的一极
产生Cl2或O2的一极 质量减小的一极
阳极
6、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开 电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加
入（C ）
A CuSO4 B H2O C CuO D Cu(OH)2
7、用用石墨电极电解1mol/LNaCl溶液，一段时间 后，此时NaCl溶液浓度变为0.5mol/L,要使溶液恢
注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按H+,
不同时按（H+）
Al3+、Mg2+、
（2）阴离子放电（失电子）顺序： 还原在N性a水+不溶可液能中
S 2->SO32>S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (放水电)>
含氧酸根 (NO3－、SO42– 等) > F－
注意：若阳极是活性电极(石墨、金、铂之外）阳极本 身失去电子被氧化，阴离子不在阳极放电;若阳极是惰 性电极，还原性强的阴离子在阳极放电，阴极无论什么
电解质浓度 增大 增大 增大 减小 减小 得新电解质 得新电解质
pH
增大 减小 不变 增大 减小 增大 减小
用惰性电极进行溶液电解的规律：
类型
电极反应特点
电解水型
阴：2H++2e-=H2↑ 阳：4OH--4e-=2H2O+O2↑
电解 电解质电离出的阴、阳离子分 电解质型 别在两极放电
放氢 阴极：水放H2产生碱 生碱型 阳极；电解质阴离子放电
NaOH （H2O）
H2SO4（H2O）
8、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。
Fe
Ag
AgNO3
（D）
Cu
Ag Cu
C Pt
Pt
（AgANO）3
C（uBSO）4
（NaCH）SO4
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水反应原理
在U型管里装入饱和食 盐水，用一根碳棒作阳 极，一根铁棒作阴极， 接通直流电源。
实例 NaOH H2SO4 Na2SO4 HCl CuCl2
NaCl
放氧 阴极：电解质阳离子放电 生酸型 阳极：水放O2产生酸
CuSO4
练习：
1、（1）用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液片
刻，阴极析出的物质是 Cu ；阳极产物是 Cl2 。
（2）两极都用银片作电极电解AgNO3时，阳极的产
3. 电镀材料的选择： 阴极——镀件
阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 4. 电镀的特点：1）阳极本身参加电极反应
2）电解质溶液的浓度保持不变
4、冶炼铝
原理:
阳极：6O2--12 e- =3O2↑ 阴极：4Al3+ + 12e- =4Al
总式：
通电
2Al2O3 （熔融） 冰晶石
4Al+3O2 ↑
4、电极材料：
惰性电极：C、Pt、Au等， 不论作阴极、阳极，本身都不反应。
活性电极：Fe、Cu、Ag等， 作阴极时，自身不反应， 作阳极时，自身失电子，被氧化溶解。
关于电解CuCl2溶液实验思考