高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能电解（第2课时）电解原理的应用课件1 鲁科版选修4.ppt

选修4第1章第2节第2课时电解原理的应用1 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 二 电解原理的应用 一 电解饱和食盐水制备烧碱 氢气和氯气 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 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近 产生气体可以使湿润ki淀粉试纸变蓝色 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 2cl 2h2o2oh h2 cl2 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 2naoh 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 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 加入略过量bacl2溶液 除so42 加入略过量na2co3溶液 除ca2 ba2 加入略过量naoh溶液 除fe3 mg2 过滤后加入适量hcl溶液 调节ph除co32 oh 电解规律 阴极 阳极 氯气 铜 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e 2cu 减小 cucl2 cucl2溶液 阳极 阴极 氧气 氢气 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4h 4e 2h2 变大 加h2o na2so4溶液 2h2o2h2 o2 阳极 阴极 氯气 氢气 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 减小 加hcl nacl溶液 增大 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 电解规律 惰性电极 小结 阳极 s2 i br cl oh 含氧酸根 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 阴极 ag fe3 cu2 h fe2 zn2 h al3 mg2 na 二 铜的电解精炼 粗铜所含的杂质 zn fe ni ag au pt等 粗铜的精炼 以粗铜为阳极 以纯铜为阴极 以cuso4溶液为电解质溶液进行电解 阳极 zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu阳极泥 ag au pt 减小 思考 1 硫酸铜溶液浓度 2 阳极减少的质量阴极增加的质量 大于 纯铜 粗铜 电解液 cuso4溶液 阴极 cu2 2e cu 还原反应 阳极 cu 2e cu2 氧化反应 特征 纯铜作阴极 粗铜作阳极阳极主要金属与电解质中的阳离子相同电解液cuso4的浓度基本不变 有杂质离子zn2 fe2 ni2 杂质zn fe ni ag au如何除去 2 精炼铜 阳极还包含zn fe ni失电子 且比cu先失电子 三 电镀 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 电镀池形成条件 镀件作阴极 镀层金属作阳极 含镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液 电镀的特点 电镀液的组成及酸碱性保持不变 铁片 铜片 电镀液 cuso4溶液 阴极 cu2 2e cu 还原反应 阳极 cu 2e cu2 氧化反应 特征 被镀件作阴极 镀层金属作阳极阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同电镀液cuso4的浓度基本不变 3 电镀铜 电镀的定义 电镀的意义 如 在铁上镀铜 阳极 阴极 以为电解质溶液进行电解 阳极 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 不变 铜 铁 cuso4溶液 电极反应 硫酸铜溶液浓度 阳极减少的质量和阴极增加的质量 相等 铁片 锌片 电镀液 zncl2溶液 zn2 h 则zn2 放电 4 电镀锌 阴极 zn2 2e zn 还原反应 因 离子浓度远大于 离子浓度阳极 zn 2e zn2 氧化反应 关于电镀的生产和污染及防治 电解池 电解精炼池 电镀池的比较 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置 两电极接直流电源 电极插人电解质溶液 形成闭合回路 镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子 阳极 电源正极相连阴极 电源负极相连 阳极 镀层金属 阴极 镀件 阳极 氧化反应阴极 还原反应 阳极 氧化反应阴极 还原反应 应用电解原理将不纯的金属提纯的装置 不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯金属的离子 阳极 不纯金属 阴极 纯金属 阳极 氧化反应阴极 还原反应 阳极 阴极 电解质al2o3na3alf3 碳块 阴极 4al3 12e 4al 阳极 6o2 12e 3o2 氯化铝的熔点很低 为何工业上不用电解氯化铝 而是电解氧化铝 5 铝的冶炼 铝 小结 电解池将电能转化为化学能的装置阳极 与外接电源的正极相联阴极 与外接电源的负极相联惰性电极阳极 阴离子放电 s2 i br cl oh 阴极 阳离子放 ag fe3 cu2 fe2 zn2 非惰性电极阳极自身放电 同步练习 1 右图中x y分别是直流电源的两极 通电后发现a极板质量增加 b极板处有无色无臭气体放出 符合这一情况的 a 2 关于原电池和电解池的叙述正确的是 a 原电池失去电子的电极称为阴极b 电解池的阳极 原电池的负极上都发生氧化反应c 原电池的两极 一定要由活泼性不同的两种金属组成d 电解时电解池的阳极一定是阴离子放电 解析 选b a项 原电池中失去电子的电极叫负极 a错误 c项 不一定是由两种金属组成 也可以是金属和非金属 如石墨电极 c错误 d项 当阳极为活性金属时 表现为电极溶解而不是电解质溶液中阴离子放电 d错误 3 利用电解法可将含有fe zn ag pt等杂质的粗铜提纯 下列叙述正确的是 a 电解时以精铜作阳极b 电解时阴极发生氧化反应c 粗铜连接电源负极 其电极反应式为cu 2e cu2 d 电解后 电解槽底部会形成含少量ag pt等金属的阳极泥 解析 选d 电解法精炼金属铜时 粗铜作阳极 失去电子逐渐溶解 cu2 得到电子后析出 附着在阴极上 故精铜作阴极 在电解池中 阴极接电源的负极 发生还原反应 阳极接电源的正极 发生氧化反应 a b c项均错误 越活泼的金属越易失去电子 故比铜活泼的fe zn先失去电子 变成fe2 zn2 进入溶液 然后是铜失去电子 变成cu2 进入溶液 因ag pt等金属不如铜活泼 故在铜溶解后便沉积在阳极底部成为阳极泥 d项正确 4 观察下列几个装置示意图 有关叙述正确的是 a 装置 中阳极上析出红色固体b 装置 的待镀铁制品应与电源正极相连c 装置 中外电路电子由a极流向b极d 装置 的阳极反应为 2h 2e h2 解析 选c 装置 中阳极反应为2cl 2e cl2 a错 装置 是电镀装置 待镀铁制品应作阴极 即与电源负极相连 b错 装置 中外电路电子应从负极 a极 流向正极 b极 c对 装置 的阳极反应为2cl 2e cl2 d错 5 用惰性电极电解2l1 0mol l 1cuso4溶液 在电路中通过0 5mol电子后 调换正负极继续电解 电路中通过了1mol电子 此时溶液中c h 为 假设体积不变 a 1 5mol l 1b 0 75mol l 1c 0 5mol l 1d 0 25mol l 1 c 6 如果粗盐中so42 含量较高 必须添加钡试剂除去so42 该钡试剂可以是 a ba oh 2b ba no3 2c bacl2 a c 7 为有效除去ca2 mg2 so42 加入试剂的合理顺序为 选填a b c 多填扣分 a 先加naoh 后加na2co3 再加钡试剂 b 先加naoh 后加钡试剂 再加na2co3 c 先加钡试剂 后加naoh 再加na2co3 b c 8 某小组同学认为 如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法 那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气 氧气 硫酸和氢氧化钾 1 该电解槽的阳极反应式为 此时通过阴离子交换膜的离子数 填 大于 小于 或 等于 通过阳离子交换膜的离子数 2 制得的氢氧化钾溶液从出口 填 a b c 或 d 导出 4oh