第二节 电解池

化学反应原理第一章

第 1 页 共 10 页 第二节 电能转化为化学能－电解

第一课时 电解的原理

【学习目标】

1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析，掌握电解、电解池的概念，清晰的建立起电极反应的概念，并能正确判断阴极和阳极。

2. 掌握电解的基本原理

【联想质疑】

已知：2mol固体钠与1mol氯气反应生成2mol固体氯化钠放出822.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式，并从能量转化和氧化还原的角度进行分析。

一、电解的原理

【交流·研讨】 电解熔融NaCl制备金属Na。讨论课本11页两个问题

1.电解池－－借助 反应，把 能转化为 能的装置.

电解池的构成： 、 、 。

电解池电极的确定：

(1)阴极：与电源 相连， 电子，发生 反应

①电极本身不参加反应

②一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子

(2)阳极：与电源 相连，

电子，发生

反应

① 惰性电极：用石墨、金、铂等材料做的电极，一般通电条件下不发生反应；

电解质溶液中阴离子“争”失电子

② 活性电极：用铁、锌、铜等还原性较强金属做的电极，

活性电极作阳极时， 优先发生氧化反应。

2 原理

(1)电子的流向: 电子从外加电源的

流出，流到电解池的

，再从

流回电源

。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）

(2)离子定向移动的方向:

阳离子向 移动, 阴离子向 移动. 化学反应原理第一章

第 2 页 共 10 页 小结：画出电解熔融氯化钠的电解池装置图，指出电极、标出导线中电子的定向移动方向和熔融氯化钠中离子的定向移动方向、写出电极反应式和总反应方程式。

【课堂练习】书写使用惰性电极电解熔融氯化镁，氧化铝的电极反应方程式和总反应方程式

（1）电解熔融氯化镁

阳极： ；阴极： ；

总反应方程式 ： 。

（2）电解熔融氧化铝

阳极： ；阴极： ；

总反应方程式 ： 。

【达标检测】

1. 下列说法错误的是（ ）

A．由电能转化为化学能的装置叫电解池

B．在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极

C．在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极

D．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应

2. 将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比是 （ ）

A．1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2

3. 试写出惰性电极电解水

阳极： ；阴极： ；

总反应方程式 ： 。

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第二课时 电解原理的应用——电解饱和食盐水

【学习目标】通过运用电解的原理分析食盐水的电解，了解较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值，掌握阴阳离子的放电顺序，正确判断电极产物。

【重点难点】电解食盐水的原理 离子放电顺序和电极产物判断。

二、电解原理的应用 电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气

【实验】在U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极（如图）。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。接通直流电源

后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。

现象：阴极 阳极

电极反应：阴极 阳极

电极产物：阳极 阴极

电解食盐水的总反应方程式为：

工业上利用这一反应原理，制取NaOH、Cl2和H2。

[分析讨论]（1）食盐水中存在的离子（注意水的电离）：

阳离子

阴离子

（2）结合实验分析这些离子的得失电子能力（放电能力）的大小。

总结常见阳离子和阴离子的放电顺序

阳离子放电顺序：（得电子能力）

阴离子放电顺序：（失电子能力）

（3）电极反应式、电解方程式的书写：

练习：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式，

①、首先分析、比较出阴阳极的放电离子：

阳极： 阴极：

②、然后写电极反应式 ：

阴极： 阳极：

③、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；（电解化学方程式）

书写电极方程式的要点：

①先看电极；是否是活性电极做阳极

②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；

③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等； 化学反应原理第一章

第 4 页 共 10 页 【课堂练习1】甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，写出电极名称和电极反应式：

A B

C D

写出甲乙两池中的电解方程式：

【课堂练习2】在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________

类型 电解质

特点 实例 电极反应式 电解方程式 电解

对象 电解质溶液浓度变化 溶液PH

变化 溶液

复原

电解水型 H2SO4

NaOH

Na2SO4

电解质

分解型 HCl

CuCl2

放H2生

成碱型 NaCl

放O2生

成酸型 CuSO4

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第三课时 电解原理的应用---电解精炼铜、电镀

【学习目标】学会运用电解的原理分析铜的电解精炼；

通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。

【学习过程】

复习: 离子放电顺序：阳极：

阴极：

写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式：CuCl2 H2SO4 CuSO4 的方程式

一.铜的电解精炼：（粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属）

画图表示电解法精炼铜的装置，并标明阴阳极和电解质溶液

阳极材料为 发生的主要反应为：

（杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。

阴极材料为 反应为 。

总结铜的电解精炼: 做阳极， 做阴极

电解池中离子浓度 阳极质量的减少和阴极质量的增加

【课堂练习1】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋） ( )

A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－→Ni

B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 化学反应原理第一章

第 6 页 共 10 页 二、电镀

【活动·探究】

根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁钉表面镀上一层铜。

思路：铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成Cu2＋，溶液中的Cu2＋在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出了铜。故要在铁制品表面镀铜，可让 做阳极， 为阴极， 溶液为电解质溶液。

画出电镀铜的实验装置图，指出电极和电解质溶液：

写出电极反应式：

阳极： 阴极：

总结: (1)电镀： 。

(2)电镀池的构成： 做阳极， 做阴极，含有 离子的盐溶液做电镀液。

（3）电镀液中离子浓度 阳极质量的减少和阴极质量的增加

【课堂练习2】电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：