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(共18張PPT)
電解原理的應用
第四章 化學反應與電能
氧化
反應
還原
反應
陰離子
陽離子
氧化反應
還原反應
陽極
陰極
陰離子移向______；
陽離子移向______
陽極
陰極
離子流向
反應類型
電子流向
電源____極流向____極
____極流向電源____極
負
陰
陽
正
e-
e-
電子導體
離子導體
電解池和原電池的比較
電解池 原電池
形成條件
電極名稱
電極反應
離子移向
電子移動
能量轉化
1.兩個電極 2.電解質溶液
3.閉合回路 4.直流電源
1.兩個電極 2.電解質溶液
3.閉合回路 4.氧化還原反應
（自發）
陽極、陰極
正極、負極
陽極-氧化反應
陰極-還原反應
負極--氧化反應
正極--還原反應
陽離子-陰極
陰離子-陽極
陽離子--正極
陰離子--負極
負極--陰極
陽極--正極
負極-導線-正極
注.氧化還原反應（可自發可非自發）
化學 能轉變為 電 能
電 能轉變為 化學 能
一、氯堿工業
+
-
Cl2
H2
Na+
淡鹽水
NaOH溶液
飽和NaCl溶液
陽離子交換膜
陽 極
陰 極
飽和NaCl溶液
稀NaOH溶液
濃NaOH溶液
二、電鍍
陽極：
陰極：
Cu2++2e-＝Cu
Cu-2e-=Cu2+
如果想在鐵制品上鍍銅，利用電解原理，該如何設計實驗？
電極反應：
陽極
陰極
溶液
CuSO4
電源？
總反應呢？
沒有
實驗結果：
在鐵制品上鍍了一層銅
換塑料片，能鍍銅嗎？
塑料不導電
e-
二、電鍍
陰極
鍍件
CuSO4溶液
陽極
＋
－
銅
Cu2＋
SO42－
e-
Cu2++2e-＝Cu
Cu-2e-=Cu2+
思考：電解一段時間后，Cu2+的濃度有何變化？
不變
二、電鍍
陽極
陰極
溶液？
CuSO4
鍍件
含鍍層金屬離子的鹽溶液
電鍍池結構
①陰極
②陽極
③電鍍液:
電鍍的特點：
一多， 一少， 一不變。
---鍍層金屬
---待鍍金屬
含鍍層金屬陽離子的鹽溶液
如Cr、Zn、Ag、Cu等。
陰極
陽極
電鍍液
鍍層金屬
【例1】利用如圖所示裝置可以在銅牌表面電鍍一層銀。下列有關說法正確的是( )
A.通電后，Ag＋向陽極移動
B.銀片與電源負極相連
C.該電解池的陰極反應可表示為Ag＋＋e－=Ag
D.當電鍍一段時間后，將電源反接，銅牌可恢復如初
C
思考：工業上制備的銅，其含Cu約98.5%，還含有Fe、Ag、Au等雜質，為粗銅，需要通過再次精煉處理才能得到純度為99.99%精銅(用于電器及其他很多工)，如何用電解的方法得到純銅？
粗銅
精銅
三、電解精煉
(1)粗銅 含雜質(Zn Fe Ni Ag Au 等)
(2)粗銅的精煉模型
陽極:
陰極:
電解液:
粗銅
純銅
CuSO4溶液
+
純銅
粗銅
－
CuSO4溶液
【思考】通電后，陽極和陰極上的金屬微粒發生了哪些變化？
---不活潑金屬: Au、Ag
提煉金、銀等貴重金屬。
問：電解完后,電解質溶液有何變化？
①電解質溶液的Cu2+濃度減小，不斷補充CuSO4溶液
②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質，需定時除去
【例2】粗銅中含有雜質，用下圖裝置精煉銅。下列有關說法正確的是（ ）
A、a 是粗銅、b 是純銅
B、反應前后CuSO4 電解液的濃度保持不變
C、陰極電極反應為：Cu2++2e-=Cu
D、電解過程中，a、b兩極質量的變化量一直相等
C
【例3】金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（ ）
（已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）
A、陽極發生還原反應，其電極反應式：Ni2+ + 2e- = Ni
B、電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加相等
C、電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和Zn2+
D、電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt
D
四、電冶金
使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質的過程
金屬冶煉：
得電子，被還原
Mn+ M
+ne-
正價
0價
K Ca Na Mg Al︱Zn Fe Sn Pb (H) Cu ︱ Hg Ag ︱Pt Au
電解法
熱還原法
熱分解法
富集法
通常極難被還原的活潑金屬從它們的化合物中還原出來
(1)金屬鈉
電解熔融的氯化鈉
陽極：
2Cl- －2e- = Cl2↑
陰極：
2Na+ + 2e- = 2Na
總反應：
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑
電解
熔融NaCl
陰極
陽極
e-
e-
Na+
Cl-
電解熔融氯化鈉裝置示意圖
NaCl進口
NaCl
(熔融)
Cl2出口
Na
(液態)
Na出口
陰極
陰極
陽極
總方程式 陽極、陰極反應式
冶煉鈉 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑
2Na＋＋2e－= 2Na
冶煉鎂 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2Cl－－2e－= Cl2↑
Mg2＋＋2e－= Mg
冶煉鋁 2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑ 6O2－－12e－= 3O2↑
4Al3＋＋12e－= 4Al
（2）應用
制取一些活潑金屬單質
注意：冰晶石(六氟合鋁酸鈉Na3AlF6)作為助熔劑，降低Al2O3的熔點
【例4】下列可被工業上采用的冶金方法是( )
A.電解氯化鈉溶液制鈉 B.電解熔融的氯化鎂制鎂
C.電解熔融的氯化鋁制鋁 D.高溫下用一氧化碳還原氧化鐵制鐵
BD
【例5】污水處理——含氰廢水處理
廢水處理裝置示意圖
OH-
N2
-3 0
CN－ N2
思考1：廢水處理時， N2在哪個電極產生？
+2 -3
某廠電鍍廢水中含有毒性較大的CN－，可在堿性條件下用電解法將其轉變為N2
思考2：書寫陰極區發生的電極反應，并分析陰離子交換膜的作用？
負離子交換膜
NaOH溶液
氧化反應
+ -
2CN－+ 12OH－－10e－ 2CO32-＋N2＋6H2O
2H2O + 2e－ === H2 +2OH－
H2

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