2011.1.15 孙美琪

电能转化为化学能——电能转化为化学能——电解电解

厦门大学附属科技中学

一、电解原理（以电解氯化钠为例）

实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠

阴极阳极

氯气 钠

熔融 NaCl

现象： 阳极：有黄绿色气体，有刺激性气味，并能使 湿润的 KI- 淀 粉试纸变蓝（ Cl2)

阴极：有金属钠析出

实验分析：

通电前：分析熔融电解质中的离子情况 阳离子： Na+

阴离子： Cl-

做无规则运动

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（ 2 ）判断电极产物并书写电极反应 :

阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极： 2Cl-→Cl2↑ + 2e- 氧化反应

阴极： 2Na+ +2e-→2Na 还原反应

总式：

2NaCl 2Na+Cl2 ↑通电

通电后：（必须直流电） （ 1 ）确定电极名称： 阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极） 与电极材料无关

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电解：在直流电的作用下，电解质在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

电解池：将电能转化为化学能的装置

阴极阳极

构成条件构成条件 :: (1)(1) 外加直流电源外加直流电源 (2)(2) 与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极： 接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3) 电解质溶液或熔化的电解电解质溶液或熔化的电解质质

电解池：将电能转化为化学能的装置

电子的流向 : 电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。

（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动）

＋ －

阴极　　　

阳极

ｅ－

阳离子

阴离子

得电子还原反应

失电子氧化反应

离子定向移动的方向 : 阳离子向 阴极移动 , 阴离子向 阳极移动.

ｅ－

分析电解反应的一般思路：

明确溶液中存在哪些离子

根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物

阴阳两极附近有哪些离子

K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ （ H+水中） Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+

（酸中） Cu2+Hg2+Ag+

阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强

（ Fe Cu Ag 等金属） > S2-> I － > Br － > Cl － > OH － > 含氧酸根

阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱

阳极 阴极

氯气

氢气

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

NaCl   

     

阳极 : 2Cl- → 2e- ＋ Cl 2↑

阴极 : 2H ++ 2e- → H2 ↑

2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑电解

减小 增大

加HCl

NaCl 溶液

电解原理的应用

电解规律阴极阳极

氯气 铜

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

CuCl2   

    

阳极： 2Cl--2 e- =Cl2↑

阴极： Cu2++ 2e-=2Cu↓减小 减

小 CuCl2

CuCl2 溶液

CuCl2 Cu+Cl2 ↑电解

+-

铁片铜片 电镀液

(CuSO4 溶液 )

阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）

特征被镀件作阴极，镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电镀液 CuSO4 的浓度基本不变

3 、电镀铜 电镀的定义：电镀的意义：

+-

纯铜

粗铜 电解液(CuSO4 溶液 )

阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）

特征 纯铜作阴极，粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液 CuSO4 的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+ 、 Fe2+ 、 Ni2+

2 、精炼铜

阳极还包含 Zn 、 Fe 、 Ni 失电子，且比 Cu 先失电子