电解池ppt课件

第三节电解池,1,复习提问,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：Zn2e-=Zn2+,正极：Cu2+2e-=Cu,电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu,问题：二次电池可以循环使用，那么二次电池是如何实现电能-化学能的相互转化的呢？,2,充电中的诺基亚手机,3,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:,4,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35min后切断电源。,Cu,Cl2,阴极,阳极,CuCl2溶液,5,实验现象:一极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变深，石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体，另一极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变浅；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。,6,实验结论:在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了化学反应：CuCl2=CuCl2Cu生成于阴极的石墨棒上，Cl2生成于阳极的石墨棒上。,7,实验后的思考:,(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？,8,9,阳极：与电源正极相连,阴极：与电源负极相连,2Cl-2e-=Cl2,Cu2+2e-=Cu,总反应：CuCl2=CuCl2,10,1.电解：（非自发的氧化还原反应）,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。,2.电解池：（电解槽）,将电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,11,3.构成电解池的条件：,直流电源；,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,阴阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,12,4、电解本质：,阳极：阴离子（金属原子）失电子，发生氧化反应阴极：阳离子得电子，发生还原反应,思考：CuCl2溶液中存在有两种阳离子两种阴离子，那为什么阴极只有Cu2+得电子，阳极只有Cl-失电子，离子得失电子顺序与什么有关？,13,二、离子放电顺序：,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,活性材料作阳极时：金属在阳极直接失电子被氧化成阳离子进入溶液，而阴离子不容易在电极上放电。,S2-I-Br-Cl-OH-SO42-等(含氧酸根离子）F-,阳极：,用惰性电极(Pt、Au、石墨等)时：溶液中阴离子的放电顺序（由易到难）是：（即考虑还原性强弱）,14,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+Ca+K+,无论是惰性电极还是活性电极都不参与阴极反应，发生反应的都是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序（由易到难）是：（即考虑氧化性强弱）,阴极:,15,小结：电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源电解质溶液形成闭合回路,活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路,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,本质,自发的氧化还原反应,非自发的氧化还原反应,16,电解池与原电池有哪些异同(续),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,17,课后练习：成才之路P90,18,电解规律,阴极,阳极,氯气,铜,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e-=2Cu,减小,大增？,CuCl2,CuCl2溶液,（电解本身型）,19,阳极,阴极,氧气,氢气,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极:4H+4e-2H2,变大,不变,加H2O,Na2SO4溶液,（电解水型）,20,阳极,阴极,氯气,氢气,阳极:2Cl-2e-Cl2,阴极:2H+2e-H2,减小,增大,加HCl,NaCl溶液,（放氢生碱型）,21,阳极,阴极,氧气,铜,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,阴极：Cu2+2e-Cu,减小,减小,加CuO,CuSO4溶液,（放氧生酸型）,22,电解规律（惰性电极）小结,与区：电解本身型如CuCl2、HCl与区：放氢生碱型如NaCl与区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3与区：电解水型如Na2SO4、H2SO4、NaOH,23,1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,巩固练习,24,2、用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在和两极，电极产物的物质的量之比为12的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3,25,四、电解原理的应用：,1、氯碱工业,工业上用电解饱和食盐水法来制取NaOH、H2、Cl2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。,26,27,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,思考：氯碱工业是以电解食盐水所得产物为原料的工业，能否采用上述装置？如不能，该如何设计？,28,2、电镀,定义：,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的方法。,电镀材料的选择：,阴极镀件阳极镀层金属电镀液含有镀层金属离子的溶液,装置：,铜,镀件,CuSO4溶液,阳极,阴极,（电镀铜）,阳极：,阴极：,Cu2e=Cu2+,Cu2+2e=Cu,电镀的特点：,电镀液的浓度基本不变。,阳极参加反应的电解，,29,1.a、b哪一极为正极？,2.若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液？,思考:,e-,30,3、铜的电解精炼,粗铜：含杂质（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）,阳极：,Zn2e=Zn2+Fe2e=Fe2+Ni2e=Ni2+Cu2e=Cu2+,ZnFeNiCuAgAu,阴极：,阳极泥,思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？,粗铜,纯铜,硫酸铜溶液,阳极,阴极,Cu2+2e=Cu,变小。,若把阴极纯铜换成铁棒，电解过程变吗？,不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。,31,4、电冶金,冶炼活泼金属KAl,AlCl3？,MgO？,为什么不电解钠、镁、铝的盐溶液？,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。,32,电解熔融NaCl制取Na,33,5、金属的腐蚀和防护,1）金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,34,2）金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法（电解池）,牺牲阳极的阴极保护法（原电池）,35,下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序.,Fe,Fe,C,Fe,Zn,A(海水),B(海水),C(海水),D(海水),E(海水),拓展练习,36,6、可充电电池,汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）试写出放电时的正、负极反应式正极:_负极:_（2）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极:_阴极:_,PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,Pb+SO42-2e-=PbSO4,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-,PbSO4+2e-=Pb+SO42-,（接外加电源正极）,（接外加电源负极）,37,5、用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），从而可知M的原子量为：ABCD,C,作业：1、P8352、P836,38,500mL含KNO3