電解池電解工業(yè)

電解池氯堿工業(yè)

氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水）制取氯氣、氫氣、燒堿。

飽和食鹽水溶液中存在

陰極：

陽極：

總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl 2H2O=（等號上為通電）2NaOH H2↑ Cl2↑

用離子方程式表示：

電解池電鍍應(yīng)用

電鍍：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程

條件：①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽極③電鍍液中含鍍層金屬離子

電鍍時，把待鍍的金屬制品（即鍍件）作陰極，鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。

陽極：

陰極：

這樣，在直流電的作用下，鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。同樣的道理，用純銅作陰極，用粗銅作陽極，用CuSO4溶液作電解液。通入直流電，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，從而達(dá)到提純銅的目的。

電解池金屬防護(hù)

⑴改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。

⑵在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。

⑶電化學(xué)保護(hù)法

①外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。

②犧牲陽極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極。

電解池冶煉金屬

鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質(zhì)，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：

陰極：

陽極：

電解池放電順序

（1）陽極：與電源的正極相連。

當(dāng)陽極的電極材料為金屬（Pt或Au除外）時，通電后作電極的金屬失去電子變成金屬離子，溶解到電解質(zhì)溶液中。

當(dāng)陽極的電極材料是惰性物質(zhì)（如Au、Pt或石墨）時，通電后溶液中的陰離子在陽極上失去電子，當(dāng)溶液中同時存在多種陰離子時，還原性強(qiáng)的離子先失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。

常見陰離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是：活性電極大于硫離子大于碘離子大于溴離子大于氯離子大于氫氧根離子大于含氧酸根離子（如SO42-、NO3-等）大于氟離子。

Cl-和OH-在電解時的電極反應(yīng)式分別是：

陽極：

陰極：

因?yàn)樗婋x能夠產(chǎn)生OH-，所以電解含氧酸鹽溶液時，在陽極上是OH-放電生成氧氣，而含氧酸根離子不發(fā)生變化。（當(dāng)陽極為惰性金屬常用的為C、鉑、金時，自身放電）

（2）陰極：與電源的負(fù)極相連。在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)的是溶液中的陽離子。

當(dāng)溶液中存在多種陽離子時，按金屬活動性順序，越不活潑的金屬，其陽離子的氧化性越強(qiáng)，越容易被還原。在水溶液中，鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。

電解池基本概念

(1)使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)而在陰、陽兩極上引起還原氧化反應(yīng)的過程叫做電解。

(2)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。

(3)當(dāng)離子到達(dá)電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程電解原理（電解池裝置如圖1）

陰極：與電源負(fù)極相連的電極。（得電子發(fā)生還原反應(yīng)）

陽極：與電源正極相連的電極。（失電子發(fā)生氧化反應(yīng)）

電解池電解定義

電解是使電流通過電解質(zhì)溶液（或者是熔融的電解質(zhì)）

而在陰、陽兩極引起還原氧化反應(yīng)的過程。

圖1是電解CuCl₂溶液的裝置。

通電后發(fā)生反應(yīng)：

陽極：

陰極：

電解過程中的能量轉(zhuǎn)化（裝置特點(diǎn)）陰極一定不參與反應(yīng) 不一定是惰性電極；陽極不一定參與反應(yīng) 也不一定是惰性電極

電解池反應(yīng)條件

①連接直流電源

②陰陽電極 陰極：與電源負(fù)極相連為陰極

陽極：與電源正極相連為陽極

③兩極處于電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中

④兩電極形成閉合回路

電解池電極反應(yīng)

電極反應(yīng)與電源的正極相連的電極稱為陽極。

物質(zhì)在陽極上失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。如圖1裝置中，Cl^-在陽極上失去電子轉(zhuǎn)化為Cl₂，

與電源的負(fù)極相連的電極成為陰極。物質(zhì)在陰極上得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。如圖1裝置中，Cu² 在陰極是得到電子轉(zhuǎn)化為Cu，陰極反應(yīng)式：

電解池電解結(jié)果

在兩極上有新物質(zhì)生成

電解池反應(yīng)規(guī)律

陽極：活潑金屬—電極失電子（Au，Pt除外）；

惰性電極—溶液中陰離子失電子

失電子能力：活潑金屬（除Pt，Au）>S^2->I^->Br^->Cl^->OH^->含氧酸根(NO₃^->SO₄^2-)>F^-

陰極：溶液中陽離子得電子能力：Ag >Hg² >Fe³ >Cu² >H （酸）>Pb² >Sn² >Fe² >Zn² >H （水）>Al³ >Mg² >Na >Ca² >K （即金屬活潑性順序表的逆向）

規(guī)律：鋁前（含鋁）離子不放電，氫（酸）后離子先放電，氫（酸）前鋁后的離子看條件。

四類電解型的電解規(guī)律（當(dāng)陽極為惰性電極時）

①電解水型（強(qiáng)堿，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽），pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量水。

②電解電解質(zhì)型（無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽），無氧酸pH變大，不活潑金屬的無氧酸鹽pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量電解質(zhì)。

③放氫生堿型（活潑金屬的無氧酸鹽），pH變大。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陰離子相同的酸。

④放氧生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽），pH變小。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陽離子相同的堿或氧化物。

電解池電解意義

使在通常情況下不發(fā)生變化的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到所需的化工產(chǎn)品、進(jìn)行電鍍以及冶煉活潑的金屬，在金屬的保護(hù)方面也有一定的用處。

電解池注意事項(xiàng)

1. 無氧酸是其本身的電解

2. 含氧酸是水的電解

3. 可溶性堿是水的電解

4. 活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解

5. 活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣并伴隨溶液顯堿性，陽極析出非金屬單質(zhì)

6. 不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的電解

7. 中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬，陽極得到氧氣同時酸性提高

電解池記憶方法

陽極出氧鹵，陰極氫金屬。

鹽的離子都放電，離子濃度急速減；

鹽的離子不放電，水耗離子濃度添。

酸根離子單放電，產(chǎn)物必得鹵氫堿；

金屬離子單放電，產(chǎn)物必得含氧酸。

通過氯化銅溶液的電解實(shí)驗(yàn)介紹電解池的工作原理，并用氯化銅溶液的電解微觀模擬動畫進(jìn)行深入分析，然后總結(jié)歸納電解池的工作原理、陰、陽極的判斷方法以及電解池的構(gòu)成條件，最后通過習(xí)題進(jìn)行鞏固本節(jié)內(nèi)容。

為了使學(xué)生更好地掌握電解池的工作原理，我采用層層遞進(jìn)的教學(xué)思路來設(shè)計這節(jié)微課。 首先，直接從電解氯化銅溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，讓學(xué)生在思維上形成宏觀的電解池的概念模型。 接著伴隨動畫的演示，具體分析電解池工作時電子的流向、離子的定向移動、閉合回路的形成等知識，讓學(xué)生從微觀的角度理解電解池的工作原理，在思維上形成清晰的電解池概念。 最后，總結(jié)歸納電解池的工作原理及其形成條件，并通過一道練習(xí)進(jìn)行鞏固深化這節(jié)課的內(nèi)容。