人教版选修4 第4章第3节 电解池 课件（共35张PPT）.ppt

第四章电化学基础 第三节电解池 cucl2溶液 写出右图原电池的电极反应 电池总反应 负极 zn 2e zn2 正极 cu2 2e cu 电池总反应 zn cucl2 zncl2 cu cucl2溶液 问题 如果把两根石墨棒作电极插入cucl2溶液中 外接直流电源 这还是原电池装置吗 会发生怎样的现象呢 原电池是把化学能转变成电能的装置 复习回顾 cu 电解原理 通电前 cucl2 cu2 2cl h2oh oh h cu2 oh cl 为自由移动的离子 通电后 cu2 h 移向阴极得到电子 cl oh 移向阳极失去电子 电极反应 阳极 2cl 2e cl2 氧化反应 阴极 cu2 2e cu 还原反应 a 有气泡 刺激性气味 并能使湿润的ki 淀粉试纸变蓝 碳棒上有一层红色物质析出 阳极 阴极 氯气 铜 实验现象及结论 阳极 阴极 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 理解 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 1 电解池 槽 电能转化为化学能的装置 2 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 两极一液一电源 发生氧化反应 阴离子移向 电源正极 阳极 3 电源 电极 电极反应关系 电源负极 阴极 发生还原反应 阳离子移向 离子放电 阴离子失电子 阳离子得电子的过程 4 离子放电顺序 1 阳离子放电 得电子 顺序 ag hg2 fe3 cu2 h 水 pb2 sn2 fe2 zn2 al3 mg2 na ca2 ba2 k 2 阴离子放电 失电子 顺序 氧化性 还原性 s2 i br cl oh 水 no3 so42 等 含氧酸根 f 注意 若阳极是活性电极 铂 金 碳之外 阳极本身失去电子被氧化 阴离子不在阳极放电 若阳极是惰性电极 还原性强的阴离子在阳极放电 阴极材料不发生任何变化 5 电解池的反应原理 还原反应 cu2 2e cu 电解质溶液 氧化反应 2cl 2e cl2 阴离子 阴极 阳极 石墨 石墨 正极 负极 阳离子 e e e e 总反应 总结 分析电解反应的一般思路 明确溶液中存在哪些离子 根据阳极氧化 阴极还原分析得出产物 判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 先电离 后电解 16 6 电极反应式的书写 1 写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总反应式 2 写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 2cu2 4e 2cu 总反应式 阳极 cu 阴极 cu cu 2e cu2 cu2 2e cu 7 书写电解方程式的注意事项 1 首先看阳极材料 若阳极是活性电极 阳极本身失去电子被氧化 若阳极是惰性电极 阴离子在阳极放电 2 找出溶液中所有离子 3 按放电顺序写出阴阳极反应 4 加和得到总反应 5 若有h oh 由水电离产生的 则总反应中需将其变成h2o 所有总反应的条件均为电解 可以相同可以不同 不同 阴阳极由外电源决定与电源负极相连的为阴极与电源正极相连的为阳极 正负极由电极材料决定活泼性较强的金属做负极 阳极 氧化反应阴极 还原反应 负极 氧化反应正极 还原反应 电能 化学能 化学能 电能 有外加电源 本身是电源 外接用电器 负 阴阳 正 负 导线 正 h2so4naohna2so4 h2o 增大 增大 增大 增大 减小 不变 加h2o 加h2o 加h2o hclcucl2 hclcucl2 减小 减小 增大 加hcl加cucl2 naclcuso4 电解质和水 部分离子浓度减小 部分离子浓度减小 增大 减小 加hcl 加cuo 阳极 4oh 4e 2h2o o2 阴极 4h 4e 2h2 阳 2cl 2e cl2 阴 2h 2e h2 阳 2cl 2e cl2 阴 cu2 2e cu 阳 2cl 2e cl2 阴 2h 2e h2 阳 4oh 4e 2h2o o2 阴 2cu2 4e 2cu 练习1 根据电解原理 画出电解nacl水溶液的装置图 用碳棒作两极材料 注明哪是阳极哪是阴极 写出两极反应式及总的电解化学方程式 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2h 2e h2 练习2 分析下图 哪些是原电池 哪些是电解池 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 阴极d 阳极c 2cl 2e cu2 2e cu c 练习3 如右图是电解氯化铜溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关判断正确的是 cl2 c 练习4 完成下列溶液的电极反应 以石墨为电极电解 7盐酸8cucl2溶液 1硫酸溶液2naoh溶液3na2so4 4agno3溶液5cuso4溶液6kcl溶液 电解水型 电解电解质和水型 电解电解质本身型 二 电解原理的应用 1 电解饱和nacl溶液 氯碱工业 两极材料 碳棒或其它惰性电极 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cl2和阴极产物naoh h2 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 cl2 cl2 cl h2 h oh 淡盐水 naoh溶液 精制饱和nacl溶液 阳离子交换膜 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 惰性 氯碱工业 离子交换膜法制烧碱 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 避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量 只允许阳离子通过 cl oh 离子和气体不能通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 阳离子交换膜 思考 利用电解原理 用铁 铜 硫酸铜溶液能否实现在铁上镀铜 怎样实现 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 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 镀件 待镀金属 阳极 镀层金属 电镀液 含有镀层金属离子的溶液 1 a b哪一极为正极 2 若要给铁叉镀银 a极选用什么材料 选择何种溶液 思考 e 阳极 阴极 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 基本不变 稍变小 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 2al2o3 熔融 4al 3o2 通电 mgcl2 熔融 mg cl2 2nacl 熔融 2na cl2 alcl3 mgo 为什么不电解钠 镁 铝的盐溶液 通电 通电 冰晶石 盐溶液则相当于电解水中的h 得到氢气 1 用石墨作电极电解cucl2 nacl的混合溶液时 阴极析出的物质是 阳极产物是 2 两极都用银片作电极电解agno3时 阳极的产物是 阴极的产物是 练习1 cu cl2 ag ag 3 试写出下列装置中所发生的电极反应式 石墨石墨粗铜纯铜纯铜铁 cuso4溶液 cuso4溶液 cuso4溶液 a b c 如图所示装置 指出a b池的名称 电极名称 电极反应式 二池ph值的变化情况 阴极 阳极 ph变大 ph变小 练习2 下列描述不正确的是 a 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中 铜片表面出现气泡b 把铜片插入氯化铁溶液中 在铜片表面出现一层铁c 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴氯化铜溶液 气泡放出速度加快d 与电源负极相连的是电解槽的阴极 b 练习3 下列关于铜电极的叙述 正确的是 a 铜锌原电池中铜是负极b 用电解法精炼粗铜时 纯铜作阳极c 在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极d 电解稀硫酸制h2 o2时 铜作阳极 c 练习4 下图所示装置中 a b都是惰性电极 通电一段时间后 b极附近溶液呈红色 下列说法正确的是 a x是正极 y是负极b x是负极 y是正极c cuso4溶液的ph值逐渐减小d cuso4溶液的ph值不变 ac 阳 阴 阳 阴 练习5 按照下图接通线路 反应一段时间后 回答下列问题 1 u型管内发生什么现象 写出有关反应的化学方程式 2 在a b烧杯中发生什么现象 3 如果小烧杯中有0 508克碘析出 问大烧杯中 负极减轻多少克 0 13g 阳极 阴极 溶液变蓝 有气泡 练习6 溶液变红 用铂电极电解1lcu no3 2和kno3混合溶液 通电一段时间 两极均产生11 2l s t p 气体 求 1 电解后溶液的ph 2 确定析出铜的物质的量 0 5mol ph 0 练习7 用石墨电极电解100mlh2so4与cuso4的混合液 通电一段时间后 两极均收集到2