课时3电解池的工作原理及应用.doc
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1-2 课时3 电解池的工作原理及应用
知能定位
1.掌握电解、电解池概念和电解原理，能正确地判断阴极、阳极，并能正确地写出电极反应式和电解化学方程式。
2.通过学习电解食盐水、电镀，认识电解原理的重要应用。
情景切入
通过将电能转化为化学能，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行。这对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。
自主研习
一、电解的原理
1.熔融氯化钠的电解
(1)实验现象：通电后，在阳极周围有〖ZZ(Z〗气泡〖ZZ)〗产生，在阴极上生成银白色金属。
（2）实验分析：
①熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl 。
②通电后离子的运动：
阳离子Na+ (填离子符号)移向阴极
阴离子Cl (填离子符号)移向阳极
③电极上发生的变化:
阴极:2Na++2e-==2Na,
阳极：2Cl-==2e-+Cl2↑
(3)实验结论：熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化，分解生成了钠和氯气。
2.基本概念
（1）电解
在直流电的作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
（2）电解池
①定义：将电能转化为化学能的装置。
②组成：直流电源，固体电极材料，电解质溶液或熔融电解质，构成闭合回路。
（3）电极与电极反应
①阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。
阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应。
②电极反应
在电极上进行的半反应，它可以表示电极上物质的变化情况和电子的转移情况。
③电极产物的判断
电解时电极产物首先看电极材料，如果阳极是活性电极，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子，如果阳极是惰性电极，则要看溶液中离子失电子能力，即根据阴离子的放电顺序。阴极只有溶液中的阳离子得电子。
3.工作原理
4.电解氯化铜溶液
(1)装置图：
（2）工作原理
电极名称
阴极
阳极
实验现象
有红色的物质析出
有黄绿色气体生成
反应类型
还原反应
氧化反应
电极反应式
Cu2++2e-==Cu
2Cl-==2e-+Cl2↑
电池反应
CuCl2通电Cu+Cl2↑
二、电解原理的应用
1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气
（1）装置
(2)现象
①阳极上：有气体产生；
②阴极上：有气体产生，阴极附近溶液变红。
（3）原理分析及电极反应
电解时，Cl 、OH-移向阳极，H+、Na+移向阴极。
①阳极离子放电顺序： Cl OH-
电极反应： 2Cl-==2e +Cl2↑ (氧化反应)
②阴极离子放电顺序
H+Na+
电极反应：
2H++2e-==H2↑ (还原反应)。
（4）电池反应化学方程式：
2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑
离子方程式：
2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑
3.电镀
（1）定义：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
（2）目的：使金属抗腐蚀能力增强且增加金属表面的耐磨性和美观性。
（3）电镀池构成
如：在餐具上镀银时，餐具作阴极，金属银作阳极，含有银离子的溶液作电镀液。发生的反应如下：
阴极：Ag4+e-==Ag (还原反应)
阳极：Ag==e-+Ag+ (氧化反应)
（4）电镀时，把待镀金属制品作为阴极；用镀层金属作为阳极；用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。通低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在待镀件表面覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。如下图。
课堂师生互动
知识点１ 电解原理分析及放电顺序
1.电解池的两极由电解池中的电极与电源正、负极的连接情况直接判断：与电源正极相连的电极为电解池的阳极；与电源负极相连的电极为电解池的阴极。如果装置中未标有电源的正、负极，也可由两极的反应来决定：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。即：
2.电解时电极产物的判断
阳极产物的判断
（1）活性电极（金属活动性顺序中Ag以前的金属），则电极材料失电子，电极溶解，溶液中的阴离子不能失去电子。
（2）惰性电极 (Pt、Au、石墨等)，则要再看溶液中离子的失电子能力，此时应根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：
阴极产物的判断
与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：
特别提醒
（1）一般地遇到活性电极的情况常为电镀、电解精炼铜或金属发生非自发的氧化反应。（2）一般地中学阶段遇到的在水溶液中电解时阴极产物判断的情况可记规律：Ag+Fe3+Cu2+H+……即可解决问题。
（3）当溶液中Fe2+、Zn2+浓度很大时，Fe2+、Zn2+先放电，其次是水中H+放电。
（4）Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+只有在熔融状
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