高中化学电解池的工作原理及、应用及电化学腐蚀课件苏教版选修四.ppt

电解池的工作原理与应用 活动与探究 p18 阳极 有气泡 有刺激性气味 并能使湿润的ki 淀粉试纸变蓝 cl2 阴极 碳棒上有一层红色的铜析出 现象 通电前 分析熔融电解质中的离子情况 通电后 na cl 做无规则运动 交流与讨论p17 na cl 做定向移动 电解过程不仅可以在电解质溶液中进行 也可以在熔融的电解质中进行 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 电解池 把电能转化为化学能的装置 一 电解的定义 电解和电离有无区别 二 电解原理 正极 负极 h na oh cl nacl溶液 石墨 铁棒 阳极 阴极 电解原理 1 外加直流电源 2 与电源相连的两个导电的电极 接电源正极的为阳极 发生氧化反应接电源负极的为阴极 发生还原反应 3 电解质溶液或熔化的电解质 4 形成闭合回路 三 电解池的构成条件 一般是非自发的氧化还原反应 电子的一极 阳极 与电源极相连的电极 电极质量的一极 发生反应的极 电流一极 移入的一极 流出 流入 氧化 阴离子 减少 四 电解池阴阳极的判断方法 该电极为活性电极 正 例1 右图是电解cucl2溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关的判断正确的是a a为负极 b为正极b a为阳极 b为阴极c 电解过程中 d电极质量增加d 电解过程中 氯离子浓度不变 c 例2 分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应 硝酸银溶液 氯化钠溶液 稀硫酸 氢氧化钠溶液 5 硫酸钠溶液 1 溶液的ph如何变化 2 上述溶液电解结束后 要使溶液和电解前相同需要加入何种物质 离子放电顺序 活性电极 除au pt 石墨外 s2 i br cl oh 含氧酸根 f ag fe3 hg2 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 al3 mg2 na ca2 k 阳极 阴极 注意 阳极材料 遵循谁强谁放电 例3 若以铜为阳极 铁为阴极 电解氯化铜溶液 情况又如何 例4 如何使图中的铁棒上析出铜 而铁的质量不变 例5 2007年江苏 某同学按右图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是a 电解过程中 铜电极上有h2产生b 电解初期 主反应方程式为 cu h2so4 cuso4 h2 c 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出d 整个电解过程中 h 的浓度不断增大 bc 例6 用石墨作电极电解100mlh2so4和cuso4的混合溶液 通电一段时间后 两极均收集到2 24l气体 标准状况下 原混合溶液中cu2 的物质的量浓度为 a 1mol lb 2mol lc 3mol ld 4mol l a 电解饱和食盐水 五 电解原理的应用 阳离子交换膜的作用只允许阳离子通过 阻止阴离子和气体通过 1 以石墨为电极电解饱和食盐水 p19 1 请写出电极反应式和电解反应 在工业生产中 用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开 使阴极区的oh 不能进入阳极区 为什么要这么做 cl 在阳极失电子生成cl2 oh 进入阳极区会与cl2反应 既减少cl2的产量 又会生成naclo 使产品不纯且干扰电解 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合金的过程 装置 以铜上镀银为例 结果 一多一少一不变 阴极 待镀金属或镀件阳极 镀层金属电镀液 含有镀层金属离子的溶液 阳极 2ag 2e 2ag 阴极 2ag 2e 2ag 铜上镀锌 3 铜的电解精炼 粗铜含杂质 znfeniagau等 阳极 zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu 2e cu2 znfenicuagau 阴极 cu2 2e cu 阳极泥 问 电解完后 cuso4溶液的浓度有何变化 硫酸铜溶液 结果 一多一少一基本不变 基本不变 阳极 粗铜 阴极 纯铜 4 活泼金属的制备 特别活泼的金属钠 镁 铝等只能通过电解的方法制取 阳极 6o2 12e 3o2 阴极 4al3 12e 4al 总方程式 思考 1 为什么不电解熔融的alcl3 2 工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁 金属的电化学腐蚀 1 化学腐蚀与电化腐蚀 一 金属的电化学腐蚀 2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以fe为例 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh fe 2e fe2 fe2 2oh fe oh 24fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 32fe oh 3 fe2o3 nh2o 3 n h2o 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或中性 吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 课本p22活动与探究 课本p24交流与讨论 铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈 铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢规律如下 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 小结 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢规律如下 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 小结 金属的电化学防护 改变金属内部的组织结构 制成合金 如不锈钢 在金属表面覆盖保护层 如油漆 油脂等 电镀zn cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层 电化学保护法 即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护 1 金属防护的几种重要方法 原理 隔绝金属与外界空气 电解质溶液的接触 2 牺牲阳极的阴极保护法 3 外加电源的阴极保护法 小结 在同一电解质溶液中 金属腐蚀的快慢规律如下 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下 外接电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 有一般防腐条件保护 无防腐条件 例 下列各情况 在其中fe片腐蚀由快到慢的顺序是 5 2 1 3 4 练习 银质奖章较长时间后变黑 形成黑锈 可以采用抛光的方法恢复光泽 抛光的简单方法是 将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中 放置一段时间后 黑锈就被除去 而银不会损失 1 形成黑锈的原因 2 除锈的原理 4ag 2h2s o2 2ag2s 2h2o 例7 2008年全国i 电解100ml含c h 0 30mol l的下列溶液 当电路中通过0 04mol电子时 理论上析出金属质量最大的是a 0 10mol lag b 0 02mol lzn2 c 0 20mol lcu2 d 0 20mol lpb2 原电池与电解池 化学能转化为电能电能转化为化学能 反应不自发 反应自发 连接电源的正极 作为阳极 相对活泼的金属作为负极 连