高中化学第二节电解池原理及应用课件.ppt

人教版2009届高三化学第一轮复习 2008年12月17日 第二节电解池原理及应用 第十二单元电化学胶体 一 电解原理 直流电源 两个电极 活性或惰性 惰性电极 pt au c等材料所作 阴极 与电源负极相连 阳极 与电源正极相连 导线 形成闭合回路 电解质溶液 帮助实现能量转化 电解池 将电能转化为化学能的装置为电解池 它是一个非自发的氧化还原反应 1 构成条件 2 化学能 在外接电源的作用下 在电解池的阴阳极引起的氧化还原反应 是一个非自发进行的反应 因此电解质溶液导电的过程实质上是一个电解的过程 是一个化学反应过程 电解原理 现象 阳极有黄绿色 有刺激性气体放出 阴极有红色固体析出 2cl 2e cl2 氧化反应 cu2 2e cu 还原反应 总反应式 cu2 2cl cu cl2 得2e 被还原 失2e 被氧化 阴 阳 小结 电解原理 将电能转化为化学能 在电解池中 接通电源 在阴极 溶液中的阳离子得电子 发生还原反应 在阳极 溶液中的阴离子 或活性电极 失电子发生氧化反应 在外电路 电子由电源的负极流向阴极 由阳极流出进入电源的正极 在电解质溶液中 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 电解 问题 1 电极判断 外接电源判断 阳极与外接电源正极相连 阴极与外接电源负极相连 氧化还原反应判断 阴离子失电子 或活性电极溶解 发生氧化反应的为阳极 阳离子得电子发生还原反应的为阴极 离子移动方向判断 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 实验现象判断 不同的电解反应 在阴阳极均有不同的现象出现 根据现象判断 思考题1见 一帆风顺 119页 2 电极产物判断 阳极 活泼金属电极或电解质溶液中的阴离子被氧化 放电顺序 活泼金属 s2 i br cl oh 高价含氧酸根离子 f 阴极 放电顺序 3 电极反应式的书写 k ca2 na mg2 al3 h 水中 zn2 fe2 pb2 h 酸中 cu2 hg2 ag 阳离子放电能力 得电子能力 逐渐增强 思路 看电极 定放电物 写电极反应式 放电规律 用惰性电极电解电解质溶液的基本规律 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 4h 4e 2h2 阳极2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e cu 阳极2cl 2e cl2 阴极 2h2o 2e h2 2oh 阳极 4oh 4e o2 2h2o 阴极 2cu2 4e 2cu 减小 增大 不变 增大 增大 减小 h2o hcl cucl2 hcl cuo 电解水型 电解电解质型 放氧生酸型 放氢生碱型 见 一帆风顺 119页思考题1与思考题2 例题与习题 1 运用电解原理分析有关问题 例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 练习1 指出下列装置的名称 电极名称 写出电极反应式 并表示出电子移动方向 原电池 电解池 负极 正极 阳极 阴极 原电池 负极 zn 2e zn2 正极 2h 2e h2 电解池 阴极 2h 2e h2 阳极 4oh 4e o2 2h2o 练习2 一帆风顺 120页例1与同类变式 2 运用电子守恒进行有关反应物或产物的计算 例2 用两只惰性电极插入100mlcuso4溶液中 通电电解 当溶液的ph值由6 0下降到2 0 电解过程中溶液体积变化忽略不计 阴极析出铜的质量 16 32 64 128 练习3 用惰性电极电解m no3 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的相对原子质量是a b c d 练习4 一帆风顺 例2 与同类变式 3 综合运用 例题与习题 见 一帆风顺 121页 例3 与同类变式 二 电解原理的运用 电镀 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过程 1 目的 使金属增强抗腐蚀的能力 增加美观和表面硬度 2 电镀池结构 3 电镀的特点 阴极 镀件 电镀液 含有镀层金属离子的溶液 阳极 镀层金属 1 阳极本身参加电极反应2 电解质溶液的浓度保持不变 铜的电解精炼 1 电解池的构造 含电源 阴极 纯铜 电解液 含cu2 的溶液 阳极 粗铜 2 电极反应 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 阳极 杂质比铜活泼的zn fe等先氧化 再氧化铜 zn 2e zn2 fe 2e fe2 活泼性在铜之后的银 金成为阳极泥等 电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小 氯碱工业 1 实验 如图 现象 在阴极有无色无味气体放出 滴加酚酞 溶液显红色 红色逐渐向阳极移动 在阳极产物黄绿色有刺激性气味的气体 遇湿的淀粉碘化钾试约显蓝色 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 分析 总化学方程式 离子方程式 2 工业生产 工业生产要解决的两个主要问题 避免cl2接触naoh溶液会反应 使产品不纯 避免生成物h2和cl2混合 如何精制食盐水 由于粗盐中含有泥沙 ca2 mg2 fe3 so42 等杂质 会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜 那么如何除去这些杂质呢 解决方法 使用离子交换膜 a 生产设备名称 阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜 只允许阳离子通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 b 离子交换膜的作用 a 防止cl2和h2混合而引起爆炸b 避免cl2与naoh反应生成naclo影响naoh的产量 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 略过量bacl2溶液 除so42 略过量na2co3溶液 除ca2 ba2 略过量naoh溶液 除fe3 mg2 适量hcl溶液 调节ph除co32 oh 例1 如图装置 用离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱 若x电极材料为金属钛网 表面有氧化物涂层 y电极材料为碳钢网 阳离子交换膜只允许阳离子通过 而阻止阴离子和气体通过 分别收集两极产生的气体并通入淀粉ki溶液中 请回答下列问题 能使淀粉ki溶液变蓝的是 填 a 或 b 气体 其x极的电极反应式为 y极的电极反应式为 总反应的化学方程式为 a 2cl 2e cl2 2h 2e h2 2nacl 2h2o h2 cl2 2naoh 通电 电解 四 电解法冶炼金属一些较活泼的金属 如na mg al等金属常用电解法制备 1 电解熔融氯化钠制na 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2na 2e 2na 2 电解熔融氯化镁制mg 3 电解熔融氧化铝制al 见 一帆风顺 120页 思考题3与思考题4 见 同步训练 120页 三 三池区别 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 两电极接直流电源 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 电镀液含镀层金属离子 负极 失电子 氧化反应 正极 得电子 还原反应 阳极 阴离子或活性电极失电子 氧化反应 阴极 阳离子得电子 发生还原反应 阳极 金属电极失电子 氧化反应 阴极 阳离子得电子 发生还原反应 同一原电池的正负极的电极反应得 失电子数相等 同一电解池的阴极 阳极电极反应中得 失电子数相等 串联电路中的各个电极反应得 失电子数相等 计算有关电极反应物 产物利用电子守恒计算 练习1 2007上海 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现红色字迹 据此 下列叙述正确的是a 铅笔端作阳极 发生还原反应b 铂片端作阴极 发生氧化反应c 铅笔端有少量的氯气产生d a点是负极 b点是正极 d 练习2 1lk2so4 cuso4的混合溶液中 c so42 2mol l 1 用石墨作电极电解此溶液 当通电一段时间后 两极均收集到 标准状况下 22 4l气体 则原溶液中c k 为a 0 5mol l 1b 1mol l 1c 1 5mol l 1d 2mol l 1 d 3 用两支惰性电极插入50mlagno3溶液中 通电电解 当电解液的ph值从6 0变为3 0时 设电解时阴极没有氢气析出 且电解液在电解前后体积变化可以忽略 电极上析出银的质量大约是 a 27mgb 54mgc 108mgd 216mg b 4 下图为a直流电源 b为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸 c为电镀槽 接通电路后发现b上的c点显红色 为实现铁上镀锌 接通k后 使c d两点短路 下列叙述正确的是a a为直流电源的负极b c极发生的反应为2h 2e h2 c f电极为锌板d e极发生氧化反应 bd 5 如上图所示 通电后a极上析出ag 对该装置的有关叙述正确的是a