经典电解原理及应用电镀.ppt

电电  离离电电  解解条件条件过程过程举例举例CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-特点特点 联系联系小结：电离和电解的比较电解质溶于水电解质溶于水  或熔融状态或熔融状态电解质电离后，电解质电离后，再通直流电再通直流电电解质电离成电解质电离成 自由移动的离子自由移动的离子阴阳离子定向移动，阴阳离子定向移动，在两极放电在两极放电只产生自由只产生自由     移动的离子移动的离子发生氧化还原反发生氧化还原反应，生成新物质应，生成新物质                电解建立在电离基础上电解建立在电离基础上CuCl2  ===  Cu＋＋ Cl2↑ 电解电解2021/8/61装置类别装置类别电解池电解池原电池原电池举例举例电极名称电极名称电极反应电极反应能量转变能量转变反应是否反应是否自发进行自发进行阴极阴极(与电源与电源负极相连负极相连)阳极阳极(与电源与电源正极相连正极相连)负极负极(电子流电子流出的电极出的电极)正极正极(电子流电子流入的电极入的电极)还原反应还原反应还原反应还原反应氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应电能电能→化学能化学能化学能化学能→电能电能反应不能自发进行反应不能自发进行反应能够自发进行反应能够自发进行电解池和原电池的比较2021/8/62•氯碱工业氯碱工业•电镀电镀•铜的电解精炼铜的电解精炼•电冶金电冶金2021/8/631.氯碱工业原理氯碱工业原理Fe：阴极：阴极 （（H+, Na+））　　放电能力：放电能力：H＋＋＞＞Na+电极反应电极反应:C：阳极：阳极 （（ Cl－－，，OH－－））放电能力：放电能力：Cl－－＞＞OH－－电极反应电极反应:   2Cl－－－－2e-= Cl2↑总电解反应离子方程式：总电解反应离子方程式： 2H2O+2e- = H2↑+ 2OH－－ 2Cl－－+2H2O  =  Cl2↑ + H2↑+2OH－－ 通电通电CFe思考思考: (1) 实验过程中有什么现象实验过程中有什么现象?一段时间后溶液一段时间后溶液PH值如何变化？值如何变化？          (2) 结合电解结合电解CuCl2溶液的情况溶液的情况, 如何用简要的实验方法证明上如何用简要的实验方法证明上                 述反应主要产物？述反应主要产物？          (3) 能否改进上述装置来制取能否改进上述装置来制取漂白液漂白液？？(练习册练习册P.86课堂落实课堂落实2））2021/8/642.电解精炼铜电解精炼铜  阳极阳极:粗铜粗铜Cu(Zn, Fe, Ni, Ag, Au, Pt )阴极：纯铜阴极：纯铜CuSOCuSO4 4溶液和一定量溶液和一定量H H2 2SOSO4 4e-e-Cu2+ +2e- = Cu Cu – 2e- → Cu2+ Zn – 2e- → Zn2+ Ni – 2e- → Ni2+ 阳极泥阳极泥:（含（含Au,Ag, Pt ））Fe – 2e- → Fe 2+思考思考: (1)电解一段时间后，溶液中电解一段时间后，溶液中Cu2+ 浓度有无减少？浓度有无减少？ (2)电解精炼后，溶液中存在哪些阳离子？电解精炼后，溶液中存在哪些阳离子？           (3)电解足够长的时间后电解足够长的时间后,两个电极上分别出现什么两个电极上分别出现什么                 现象？为什么？试用电极反应式解释。

现象？为什么？试用电极反应式解释精炼池精炼池2021/8/65说明：说明：粗铜中往往含有粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金锌、铁、镍、银、金等多种杂等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如性顺序铜以前的金属杂质如ZnZn、、FeFe、、NiNi等，也会同时等，也会同时失去电子，如：失去电子，如：ZnZn－－2e2e－－＝＝ZnZn2 2＋＋ Ni Ni－－2e2e－－＝＝NiNi2 2＋＋但是但是Zn2＋＋ 和和Ni2＋＋比比Cu2＋＋难以难以还原，所以它们并不在还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里而位于金阴极获得电子析出，而只是留在电解液里而位于金属活动性顺序铜之后的属活动性顺序铜之后的银、金等杂质银、金等杂质，，因为给出电子因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当下来，当阳极阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们们以金属单质的形式沉积在电解槽底以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成，形成阳极泥阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）2021/8/66电电 镀镀(1)定义：定义：电镀是电镀是应用电解原理应用电解原理在某些金属表面在某些金属表面镀镀上上                  一薄层其他一薄层其他金属或合金金属或合金的过程。

的过程 (2)目的：目的：电镀的目的主要是使电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀金属增强抗腐蚀能力、能力、                   增加美观和表面硬度增加美观和表面硬度 (3)条件：条件：①①镀件镀件金属作金属作阴极阴极；；②②镀层镀层金属作金属作阳极阳极；；                 ③③含有含有镀层镀层金属离子的电解质配成金属离子的电解质配成电镀液电镀液 (4)原理：原理：与电解精炼铜类似与电解精炼铜类似    电镀液电镀液CuSO4溶液溶液e-含有镀层金属离子含有镀层金属离子阳极：铜片阳极：铜片镀层金属镀层金属阴极：阴极：Fe待镀金属制品待镀金属制品(5)电镀池：电镀池：Cu – 2e- = Cu2+ Cu2+ +2e- = Cu 2021/8/67电电冶冶金金通电通电阴极反应：阴极反应：阳极反应：阳极反应：适用范围：活泼金属如适用范围：活泼金属如K, Ca, Na, Mg, Al2Cl- - 2e- = Cl2↑2Na+ + 2e- = 2Na实例实例: 电解熔融氯化钠：电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融熔融) ＝＝ 2Na  + Cl2↑基本原理：在外加电流的的作用下，使放在电解槽中基本原理：在外加电流的的作用下，使放在电解槽中                                         的矿石中的金属离子还原成单质的过程。

的矿石中的金属离子还原成单质的过程Mn+ + ne- = M2021/8/68阳还阳还阴氧阴氧阳阴阳阴阴阳阴阳2021/8/69某学生想制作一种家用环保型消毒液发某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是主要成分判断正确的是A  a为正极，为正极，b为负极；为负极；NaClO和和NaClB  a为负极，为负极，b为正极；为正极；NaClO和和NaClC  a为阳极，为阳极，b为阴极；为阴极；HClO和和NaClD  a为阴极，为阴极，b为阳极；为阳极；HClO和和NaCl(2002.上海上海.16)又如又如:电解熔融电解熔融Al2O3制铝单质制铝单质2021/8/610【知识要点经典例题】【知识要点经典例题】例例1：：(练习册练习册P.84页例题页例题1)例例2：：(练习册练习册P.85页跟踪页跟踪1)例例3：：(练习册练习册P.85页跟踪页跟踪2)守恒思想守恒思想(练习册练习册P.85页要点页要点2)1.核心：核心：得、失电子总数相等得、失电子总数相等               电荷守恒：电荷守恒：反应前后反应前后               微粒所带总电荷不变微粒所带总电荷不变2.表现：质量守恒：表现：质量守恒：各种原子各种原子               个数反应前后不变个数反应前后不变方方法法 当线路接通时，发现当线路接通时，发现M（用（用石蕊试液浸润过的滤纸）石蕊试液浸润过的滤纸） a端显端显蓝色，蓝色， b端显红色，且知甲中电端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两电极不发生是铂、铜，且乙中两电极不发生变化。

判断甲、乙及试纸变化判断甲、乙及试纸M是什是什么装置？么装置？A、、B、、C、、D电极名称电极名称及材料和电极反应式及材料和电极反应式2021/8/6113. 500mLKNO3和和Cu(NO3)2的混合溶液中的混合溶液中c(NO3-)=6mol·L-1，，    用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到   22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，，   下列说法正确的是（下列说法正确的是（        ）） A.原混合溶液中原混合溶液中c(K+)为为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移上述电解过程中共转移2mol电子电子C.电解得到铜的物质的量为电解得到铜的物质的量为0.5molD.电解后溶液中电解后溶液中c(H+)为为2mol·L-12021/8/612。