《电解原理及应用》PPT课件.ppt

电解原理及应用,思考1下列装置中哪些为原电池？为什么。,思考2铅蓄电池反应，总化学方程式为： ，请写出放电时的电极 方程式反应式。,1、电解氯化铜（如图）,（2）实验现象 在第一步和第二步中均无新现象发生。在第三步实验中，电流表的指针发生偏转；阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变深，阳极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变浅；阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体，阳极石墨棒上有气泡放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。,（3）实验结论 在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了分解反应： CuCl2 = CuCl2 Cu生成于阴极的石墨棒上，Cl2生成于阳极的石墨棒上。,（4）原理分析： CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2和Cl。CuCl2Cu22Cl 通电前，Cu2和Cl在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。 阴极：Cu22eCu 阳极：Cl2e Cl2 电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=CuCl2,电解原理 1、电解的概念 使电流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。,注意： 电流必须是直流而不是交流。 熔融态的电解质也能被电解。,2、电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。,3、构成电解池的条件,（1）直流电源。 （2）两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。 （3）电解质溶液或熔融态电解质。,4、两电极及电极反应 阳极（与电源正极相连）：氧化反应 阴极（与电源负极相连）：还原反应,5、电解质导电的实质,对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。,电解质溶于水或熔融状态下,电解质电离后，再通电,只产生自由移动的离子,氧化还原反应生成新物质,电解必须建立在电离基础上,化学能电能,电能化学能,负极 正极,阳极 阴极,负极：氧化反应（失e -） 正极：还原反应（得e -）,阳极：氧化反应（失e -） 阴极：还原反应（得e -）,负极正极,电源正极阳极 电源负极阴极,无,有,阴极上，阳离子的放电顺序为： K+Ca2+Na+Mg2+Al3+ Zn2+Fe2+H+Cu2+ Fe3+ Hg2+Ag+ 阳极上，阴离子的放电顺序为： F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,惰性电极,思考： 活性电极上的放电顺序又怎样呢？,6、离子放电顺序： 阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。 用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。 阴极上放电的先后顺序是： AgHg2Fe3+Cu2(H+)Fe2Zn2； 阳极上放电的先后顺序是：活泼金属电极S2IBrClOH (F、NO3、SO42-等)（惰性电极）,电解质溶液电解规律,S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F- Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+ Al3+Mg2+Na+,与区：电解电解质型 与区：放氢生碱型 与区：放氧生酸型 与区：电解水型,电解质水溶液中离子的放电规律,阳极:含氧酸根OH- Cl- I- S2-,阴极:金属活动顺序的逆顺序,练习2写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式及总的电解方程式 （1）Na2SO4 HCl （2）NaOH NaCl （3）H2SO4 CuSO4 （4）AgNO3 H2O,惰性电极电解水溶液的规律：,类型,电极反应特点,实例,电解对象,电解质浓度,pH,电解质溶液复原,电解水型,分解电解质型,放H2生碱型,放O2生酸型,阴：4H+4e=2H2 阳： 4OH-4e=O2+2H2O,电解质的阴阳离子分别在两极放电,阴：水放H2生碱 阳：电解质阴离子放电,阴：电解质阳离子放电 阳：水放O2生酸,NaOH,H2SO4,Na2SO4,HCl,NaCl,CuSO4,水,电解质本身,电解质+水,生成新电解质,生成新电解质,H2O,HCl,HCl,CuO,练习1用碳棒做电极电解CuSO4水溶液 （1）画出电解装置，注明阴、阳两极。 （2）写出电极反应式及总的电化学方程式。 （3）若阴极上有1.6g Cu析出，则电子转移_mol，阳极产生气体体积（标况）为_L,二、电解原理的应用,1、铜的电解精炼,（2）电解法精炼铜的化学原理 阳极（粗铜）：Cu2eCu2 阴极（纯铜）：Cu22eCu 结论：电解液CuSO4的浓度基本 保持不变,说明：粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：Zn2eZn2 Ni2eNi2但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，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下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）,2、电镀,(1)定义：电镀是应用电解原