高中化学 4.3《电解池》课件1 新人教版选修4.ppt

第四章 电化学基础,第三节 电解池,探究实验1,,甲,无 现 象,没有且不能自发发生原电池反应,甲装置不满足构成原电池的条件分析原因:,CuCl2 溶液,氢气,氧气,电解 电解水 ：2 H2O ====2 H2 ↑＋ O2↑,+,_,探究实验2,－－,如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中 ，再接通12V直流电,观察现象 约3～5min后切断电源阴极,阳极,CuCl2溶液,＋,－,,,向氯化铜溶液中通入直流电,A：理论先行,思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒? 思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？ 思考3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？,阳离子：Cu2+ 、H+ 阴离子：Cl- 、OH-,Cu2+ 、H+向阴极区移动； Cl- 、OH-向阳极区移动,Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑,,H2O H+ + OH-,CuCl2＝ Cu2++2Cl-,阴极区：,Cu2+→Cu H+→H2↑,阳极区：,,B. 实验记录,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,—————,氧气？,氢气？,,,,,阴极,阳极,,,阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。

影响离子放电的因素：,放电能力：,Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca+K+,阴极：氧化性强的离子先得电子阳极：还原性强的离子先失电子金属 S2－I－Br－Cl－OH－NO3－SO42－F－,除Pt、Au,Cu2+,oooooooooooooooooooo,,,,,,,,,,,,,,,,－ ＋,－ ＋,阴极,阳极,Cu,Cl2,,,,,ooooooooooooooooooooooo,,,,,,,,,,,,,,,,电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,单击电子流动,OH－,H+,电极反应：,2Cl－ － 2e－ = Cl2↑ （氧化反应）,Cu2+ ＋ 2e－ = Cu （还原反应）,阳极：,阴极：,1.电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做电解3.构成电解池的条件：,①直流电源；,阴极:与电源负极相连 [还原反应],阳极:与电源正极相连 [氧化反应],②电极：,,③电解质溶液或熔融电解质；,2.电解池：,电能转变为化学能的装置一、电解原理,④形成闭合回路小结：,①电极反应：,阳氧化、阴还原,②离子流向：,异性相吸,③电子流向：,电子从负极流向阴极，经溶液离子 导电，再从阳极流回正极,(阳氧),思考?,电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果？,离子放电的顺序,H+ Na+,OH－SO42－,4OH－－4e－＝2H2O +O2↑,4H+ +4e－＝2H2 ↑,阳极 ：,阴极：,1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。

2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式注意得失电子守恒） 3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式弱电解质的须保持分子形式）,写电极反应【方法小结】,[例]以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式 (1)NaCl溶液: (2)CuSO4溶液:,想一想、做一做,阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑ 阴极：2Cu2+ +4e-＝2Cu,电解,总反应式：2Cu2++2H2O＝2Cu+O2↑+4H+,阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极：2H++2e-=H2↑,总反应：2Cl-+2H2O = Cl2↑+H2↑+2OH-,电解,H+应该在哪一极？,OH-在哪一极？,(2H2O 2H++2OH-),(4H2O 4H++4OH-),电解池与原电池有哪些异同,①两电极接直流电源 ②电解质溶液 ③形成闭合回路,①活泼性不同的两电极 ②电解质溶液 ③形成闭合回路 自发的氧化还原反应,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,将化学能 转变成电能的装置,定义,,,装置 实例,电解池,原电池,装置,,,,,,,,,,电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）,电极 名称,电解池,原电池,装置,,,,,,,,,,二、电解规律(用惰性电极电解时),1、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的浓度，只需加入一定量的 即可。

实质：电解水,例如：电解硫酸钠溶液,增大,水,2、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液，如电解盐酸、CuCl2溶液等,电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复 原来的组成和浓度，需加入一定量的 (通入一 定量的HCl气体),阳极： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑,阴极： 2H+ +2e－＝ H2 ↑,电解盐酸,实质：电解质本身被电解,减小,溶质,3、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都 有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等阳极 ： 4OH－－4e－＝2H2O +O2↑,阴极： 2Cu2+ +4e－＝2Cu,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物电解CuSO4溶液,4、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水 都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl阳极 (C)： 2Cl －－ 2e－＝Cl2↑,阴极 (C)： 2H+ +2e－＝ H2 ↑,练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式 AgNO3溶液,,试一试,阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极：4Ag++4e-=4Ag 总反应式：4Ag++2H2O==4Ag +O2 ↑+4H+,通电,1、下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ） A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快 D．与电源负极相连的是电解槽的阴极,B,练习,不变,0.32,Zn －2e－＝Zn2+,Cu2+ +2e－＝Cu,(1)在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。

通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向阳极移动 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成 阳极方程式： ; （2）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 ． 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 阴极方程式： 2Cl- - 2e- = Cl2,,2H+ + 2e- = H2,,,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,,OH-,,增大,Na+、H+,,,,三、电解原理的应用,1、氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气总化学方程式： ; 总离子方程式: . (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： ___________ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,,阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.,阴极:产生无色、无味气体,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: .,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: .,第一个问题:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,2、铜的电解精炼,⑴、粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、Au等,⑵、粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯 铜为阴极， 以CuSO4溶液 为电解液进行电解,阳极： Zn －2e－＝Zn2+ Fe－2e－＝Fe2+ Ni －2e－＝Ni2+ Cu－2e－＝Cu2+,阴极： Cu2+ +2e－＝Cu,3、电镀,⑴、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。

⑵、电镀池形成条件,①、镀件作阴极,②、镀层金属作阳极,③、含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液,⑶、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠通直流电后，,阳极：,2Cl - －2e- == Cl2↑,阴极：,2Na+ + 2e- == 2Na,总反应：,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑,结论：电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是最强有力的氧化还原的手段制取金属铝,电解熔融状态的氧化铝阳极：,6O 2- －12e- == 3O2↑,阴极：,4Al 3+ + 12e- == 4Al,总反应：,原电池、电解池、电镀池判定规律,若无外接电源， 可能是原电池，然后依据原 电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看” 先看电极：两极为导体且活泼性不同 再看溶液：两极插入电解质溶液中 后看回路：形成闭合回路或两极接触 若有外接电源，两极插入电解质溶液中， 则可能是电解池或电镀池当阳极金属与电解质 溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情 况为电解池讨论：比较电解池和原电池的异同~~~~~~,发生氧化还原反应，从而形成电流,电流通过引起氧化还原反应,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）,由电极本身决定 正极：流入电子 负极：流出电子,由外电源决定 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极,（外电路）负极 → 正极,电源负极→阴极→阳极→电源正极,（外电路）正极→负极,电源正极→阳极→阴极→电源负极,负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应）,阳极：2 Cl- - 2e- = Cl2 ↑(氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应),化学能→ 电能,电能→化学能,设计电池、金属防腐,氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼,铜锌原电池,电解氯化铜,提示：,第二个问题：精制食盐水,泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-,,Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-,,Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+,,Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入OH-,,Na+、 Cl-、CO32-、OH-,,Na+、 Cl-,沉降,除泥沙,略过量BaCl2 溶液,除SO42-,略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,略过量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,适量HCl溶液,调节PH 除CO32- 、OH-,。