以电解氯化铜为例说明电解原理.doc

第七节 电解 电镀目的要求：使学生了解电解的基本原理及其应用-电解饱和食盐水、铝的冶炼和电镀。 以电解氯化铜为例说明电解原理 电解食盐水：氯碱工业的反应原理、立式隔膜电解槽 铝的冶炼（反应原理、电解槽简介） 电镀（镀锌）、可以介绍铜的精练教学重点：电解的基本原理教学过程：复习提问什么是原电池？画出铜锌原电池的装置图（注明两极名称、所用材料、电荷移动方向）写出电极反应式。新课我们已经讲过电解质溶液能够导电，他们能导电的原因是溶液中有自由移动的离子，且导电性与离子浓度有直接关系，但他与金属导体的导电不一样，在现象上，电解质导电会有明显的变化。回忆电解质溶液导电的实验中现象有哪些？为什么？今天我们主要一起来探讨电解质溶液在通电后所发生的化学变化板书第七节 电解 电镀1.电解的原理：1. 实验 C C CuCl21. C C CuCl22. C C CuCl2现象：阴极：碳棒上覆盖了一层红色物质（铜）阳极：碳棒表面有气体放出，经用湿润的KI淀粉试纸检验县兰色（氯气）强调阳极：与外电源的正极相连阴极：与外电源的负极相连分析（1） 通电前溶液中的离子：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-H2O = OH- + H+ (自由移动)（2） 通电时两极的反应：在外加电场的作用下，溶液中的离子会发生定向移动：阴离子因带负电荷而向阳极移动，阳离子因带正电荷而向阴极移动。阳极表面周围：Cl-、OH-阴极表面周围：Cu2+、H+ (离子的定向移动)阳极：2Ci- -2e = Cl2(氧化反应)阴极：2H+ + 2e = H2（还原反应）总反应：CuCl2 = Cu + Cl2板书电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起的氧化还原反应的过程。2. 电解槽（池）：电能转变为化学能的装置。3. 电解的条件：电解质必须在溶液中或熔融状态下在直流电作用下4电解反应：阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。放电顺序：阳离子在阴极放电：按金属活动性顺序，越不活泼的金属离子越易得到电子。 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Hg2+ Ag+不从水溶液中放电 难 易阴离子在阳极放电：S2- I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-(注明：若电极材料是金属（除Pt、Au外），电极首先发生氧化反应而进入溶液。)练习根据电解的原理，画出电解硫酸铜溶液的装置，用碳棒作两极的电极。CuSO4 = Cu2+ + SO42- H2O = H+ + OH- OH-、SO42-移向阳极、Cu2+、H+移向阴极。 阳极：4OH- -4e = 2H2O + O2阴极：2Cu2+ + 4e = 2Cu总反应：2CuSO4+H2O= 2Cu + O2 + 2H2SO4(阴极)（阳极）（阳极区）总结电解质导电过程就是电解过程。电解质在溶解或熔化状态下电离出自由离子，通电时，自由移动的离子定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应，这就是电解的原理。阴极-富电子电极阳极-抽电子泵思考电解池与原电池有什么区别？（正负极、阴阳极；氧化反应、还原反应；电荷移动规律）（1）能量转化形式：（2）电极材料名称：（3） 电极反应：（4） 反应的异同点：氧化还原反应（自发与非自发）板书酸碱盐溶液的电解规律酸碱盐电极反应式电解反应式PH变化（A）硫酸溶液阳：阴：减小（B）盐酸阳：阴：增大（C）氢氧化钠阳：阴：增大（D）硫酸钠阳：阴：不变（E）氯化钠阳：阴：增大（F）硫酸铜阳：阴：减小（G）氯化铜阳：阴：-从以上表可以看出，用惰性电极电解酸、碱、盐的水溶液时，其基本规律是：1 电解无氧酸或无氧酸的中等或不活泼金属盐溶液时，相当与溶质本身被分解。如（B）、（F）、（G）。2 电解强碱、含氧酸或含氧酸的强碱盐溶液，相当与电解水。如（A）、（C）、（D）。3 电解不活泼金属或中等活泼金属的含氧酸盐溶液，生成金属、含氧酸和氧气。如：（F）。4 电解活泼金属的无氧酸盐溶液，生成氢气、碱和金属单质。如（E）。PH值的变化：（1） 析氢吸氧（2） 电解：（一）阴极出氢气，阳极不出氧气（二）阴极不出氢气，阳极出氧气（三）阴极出氢气，阳极出氧气，电解水。板书二电解原理的应用（一） 电解饱和食盐水 (-) (+) 阴极（Fe） 阳极（C）NaCl = Na+ + Cl-H2O= H+ + OH-阳极：Cl- 、OH-阴极：Na+、H+放电能力：Cl-OH-;H+Na+阳极：2Cl- -2e = Cl2(氧化反应)阴极：2H+ + 2e = H2(还原反应)现象：两极均产生气体，阳极气体有刺激性气味，能使淀粉碘化钾试纸变蓝，两极滴加酚酞，发现阴极区酚酞变红。解释阴极：由于氢气的产生而破坏了阴极区水的电离平衡，使氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠，所以滴加酚酞显红色。板书总反应方程式：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 (阴极区)（阴极）（阳极）简介设备：立式隔膜电解槽 阳极：金属钛或石墨 阴极：铁丝网（附在一层石棉绒）阳极室 阴极室隔膜作用：氢氯混合易爆炸、氯气与碱发生反应。氢氧化钠、氯化钠的分离：加热蒸发，析出氯化钠晶体（重结晶）流程：溶盐、精制、电解、提纯。板书（二）铝的冶炼介绍铝是地壳含量最多的金属元素，又是用途很广的金属，但是由于他是较活泼的金属，自然界没有单质铝存在，很难制取他。用钠还原氧化铝，成本很高，不能大量生产，1886年，青年科学家霍尔发明了用电解法制铝以后，才大量生产铝。板书基本原料：铝土矿（Al2O3）纯氧化铝 熔点： 2045 难熔化助熔剂：Na3AlF6电解槽：长方形，外面是钢壳。内村耐火砖 碳作槽池（阴极）、两个碳快作阳极。阴极：4Al3+ + 12e = 4Al阳极：6O2- - 12e = 3O2总反应方程式：2Al2O3= 4Al + 3O2C + O2 = CO2液态铝的密度大于熔融冰晶石-氧化铝的密度，沉于槽底，定期取出。板书（三）电镀：应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。 目的：使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。实验 （-） （+） 阳极：Zn 2e = Zn2+ Fe Zn阴极: Zn2+ + 2e = Zn ZnCl2 ZnCl2电镀的结果：阳极的锌不断溶解，阴极的锌不断析出，且减少和增加锌的质量相等。电解质溶液氯化锌的浓度不变。阴极：待镀物件阳极：镀层金属电解质：镀层金属盐特点：阳极本身也参加了电极反应（失电子溶解）介绍铜的精炼