电解池原理及应用.ppt

实验探究 将两根碳棒插入CuCl2溶液中 现象 无明显现象 现象 无明显象 将两根碳棒用导线连接后插入CuCl2溶液中 将两根碳棒分别跟外加直流电源的正极和负极连接后 插入CuCl2溶液中 并通电 现象 A 右边 有气泡 刺激性气味 并能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝 左边 碳棒上有一层红色物质析出 氯气 铜 Cl Cu2 H OH e e Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 Why 1 通电前溶液中有哪些离子 如何运动 2 通电后如何运动 还原反应 氧化反应 阴极 与负极连 阳极 与正极连 总反应 通电 电解 一 电解 电流通过电解质溶液 或熔融电解质 而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程 注意 电解质溶液导电的过程就是过程 电解 电流是直流电 电解是非自发地将能转化为能 电 化学 二 电解池 槽 电能转化为化学能的装置 三 构成电解池的条件 1 直流电源 两个电极 2 电解质溶液或熔融的电解质 3 闭合回路 四 电极名称及电极反应 1 阳极 与电源正极相连 电子流出 阴离子移向该极 失电子 发生氧化反应 正 阳 氧 2 阴极 与电源负极相连 电子流入 阳离子移向该极 得电子 发生还原反应 碳 碳 阴极 阳极 电极反应式 阴极 阳极 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu 还原反应 氧化反应 总反应 通电 惰性电极与活性电极 惰性电极 铂 金 石墨 仅仅导电 不参与反应活性电极 除铂 金外的金属 既可以导电 又可以参与电极反应 作阳极时 且优先考虑 试写出以铜棒作电极电解饱和CuCl2溶液的电极反应式 阳极 Cu 阴极 Cu Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 换成铁棒做两极呢 五 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 SO32 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 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 六 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 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 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 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 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 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 2 工业上采用Fe C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO41 电解时 应以作阴极 电解过程中阴极附近溶液pH将会 2 阳极反应式为 3 总电解反应式为 2K2MnO4 2H2O 2KMnO4 2KOH H2 答案 Fe增大MnO42 e MnO4 七 电解原理的应用 1 电解饱和食盐水 NaCl Na Cl 阴极 阳极 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 总反应 通电 阳极产物和阴极产物能接触吗 阳极产物Cl2和阴极产物NaOH如何检验 阳极 使湿润的KI 淀粉试纸变蓝 阴极 滴入酚酞 溶液 变红 离子交换膜 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 阳离子交换膜 只允许Na 通过 阳极室 阴极室 电解饱和食盐水的原理示意图 10 1 生产设备名称 离子交换膜电解槽阴极 碳钢阳极 钛阳离子交换膜 只允许阳离子通过 Cl OH 和气体不能通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 2 离子交换膜的作用 a 防止氢气和氯气混合而引起爆炸 b 避免Cl2和NaOH反应 而影响NaOH的产量 氯碱工业 离子交换膜法制烧碱 16 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 Cu 2e 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 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 3 铜的电解精炼 粗铜 含杂质 Zn Fe Ni Ag Au等 阳极 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu 2e 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 4 电冶金 冶炼活泼金属K Al 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 电解熔融NaCl制取Na 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 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 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 500mL含KNO3和Cu NO3 2两种溶质的溶液 其中c NO3 6