化学：43《电解池》课件（新人教版选修4）.ppt

第四章电化学基础 第3节电解池 CuCl2溶液 写出右图装置的电极反应 总反应的化学方程式 负极 Zn 2e Zn2 正极 Cu2 2e Cu 电池总反应 Zn CuCl2 ZnCl2 Cu CuCl2溶液 问题 若把上图装置改成下图 这还是原电池装置吗 两者差别在哪 右图装置是原电池装置 是把化学能转变成电能的装置 知识回忆 观察现象 1 将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型管 浸一会儿取出 现象 2 用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段时间 现象 3 浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接 把湿润KI试纸放在与直流电源的正极相连的电极附近 过一段时间 现象 碳棒表面无明显变化 碳棒表面仍无明显变化 与电源负极相连的碳棒覆盖有一层红色物质 与电源正极相连的碳棒表面放出使湿润KI试纸变蓝色的气体 实验4 2 结论 CuCl2 aq Cu Cl2 电解 Cu2 2Cl Cu Cl2 电解 阴极 阳极 思考与交流 1 通电前 氯化铜溶液里主要存在哪些离子 这些离子的运动情况怎样 2 通电后 这些离子的运动情况有什么改变 3 当离子定向运动到电极表面上时 发生了什么变化 电解氯化铜溶液的微观反应过程 Cu2 Cl H OH 无规则运动 Cu2 Cl H OH 定向运动 Cu2 Cl 发生电子得失 阴阳两极上生成Cu Cl2 一 电解原理 电解 电流通过电解质溶液 或熔化的电解质 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叫做电解池 电解槽 电解池组成条件 直流电源电解质溶液电极 常用惰性电极 Pt Au或石墨 成闭合回路 CuCl2溶液 4 电极反应 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 Cu2 2e Cu 氧化反应 还原反应 电解CuCl2溶液的化学方程式 Cu2 2Cl Cu Cl2 电解 电源负极 电解池阴极 溶液中的阳离子向阴极移动并在阴极获得电子 同时溶液中的阴离子向阳极移动 在阳极表面失去电子 电子沿阳极回到电源正极 5 在电解过程中电子的流动方向 1 阳极上的放电顺序 活性材料电极 除Pt Au C外的金属 S2 I Br Cl OH 非还原性含氧酸根离子 F 7 电解时电极产物的判断 惰性电极 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 2 阴极上的放电顺序 注 1 与金属活动性顺序相反 2 注意Fe2 Fe3 的位置 3 H 前的离子一般不考虑放电 当C Zn2 C H Zn2 可放电 用惰性电极电解下列物质的溶液 填表并写出电极反应 H OH SO42 H OH Cl Na H OH Na Cl H OH K SO42 H OH Cu2 Cl H OH Cu2 SO42 H OH H2 O2 H2 Cl2 H2 O2 H2 Cl2 H2 O2 Cu Cl2 Cu O2 减小 增大 增大 增大 不变 减小 思考与练习 写出电极反应式及电解总反应方程式 惰性电极 溶液 阳极 阴极 放出有刺激性气味的气体 能使湿润的KI淀粉试纸变蓝 放出无色 无味气体 附近溶液变红 2Cl 2e Cl2 氧化反应 2H 2e H2 还原反应 演示实验 电解饱和食盐水 以惰性材料作电极 电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水 并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物 观察实验现象 二 电解原理的应用 电解饱和食盐水反应原理 1 电解饱和食盐水制烧碱 氯气和氢气 氯碱工业 通电 Cl OH H Na 2 电解精炼铜 电解精炼铜原理 粗铜的溶解与纯铜的生成 阳极 粗铜 Cu 2e Cu2 阴极 纯铜 Cu2 2e Cu 比铜活泼的金属 Zn Fe Ni只溶解 不析出 比铜不活泼的金属 Au Pt不溶解 而以单质沉积形成阳极泥 电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变 3 电镀 利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程 1 阳极 镀层金属 阴极 待镀的金属电镀液 用含有镀层金属离子的溶液 电镀过程中电镀液的浓度保持不变 2 实质 阳极参加反应的电解 3 阴极必须可以导电 且表面洁净 光滑 4 为了使镀层均匀 美观 电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定 常制成络离子 4 电冶金 电解熔融盐是冶炼像Na Ca Mg Al等活泼金属的几乎是唯一可行的工业方法 1 钠的冶炼 电解熔融的NaCl阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2Na 2e 2Na总反应 2NaCl 熔融 2Na Cl2 通电 冶炼金属 Mn ne M 2 铝的冶炼 电解熔融的Al2O3 阴极 4Al3 12e 4Al阳极 6O2 12e 3O2 总反应 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 铝电解槽 通电 Na3AlF6 思考与练习 1 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 A池 原电池 B池 电解池 a负极 Zn 2e Zn2 b正极 2H 2e H2 工作一段时间后溶液pH增大 c阳极 4OH 4e 2H2O O2d阴极 Cu2 2e Cu 工作一段时间后溶液pH减小 练习 2 将两支惰性电极插入500mlAgNO3溶液中 通电一会 电解液的pH值由6 0变为3 0 设电解时没有氢气放出且电解液体积不变 则电极上析出银的质量为多少克 解 n H 的增加量等于n OH 的减少量 4AgNO3 2H2O4HNO3 O2 阳极 4Ag 阴极 1mol 108g 10 3 10 6 0 5 m Ag m Ag 0 054 g 电解 6 电解池与原电池异同 两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 自发反应 形成条件 将电能转变成化学能的装置 将化学能转变成电能的装置 定义 装置实例 电解池 原电池 装置 镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极 电镀液必须含有镀层金属的离子 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 电镀池 电解池与原电池异同 续 电源负极 电解池阴极 溶液中阴阳离子导电 电解池阳极 电源正极 电子流向 阳极 氧化反应 溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 负极 氧化反应 金属失电子正极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 电极反应 阳极 与电源正极相连阴极 与电源负极相连 负极 较活泼金属正极 较不活泼金属 或能导电的非金属 电极名称 电解池 原电池 装置 阳极 氧化反应 金属电极失电子阴极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 阳极 必须是镀层金属阴极 镀件 电镀池 与电解池相同 思考与练习 电极反应式及电解总反应方程式的书写 惰性电极 溶液 H2SO4 HCl NaOH NaCl K2SO4 CuCl2 CuSO4 H2SO4 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 4H 4e 2H2 2H2O2H2 O2 电解 HCl 阴极 2H 2e H2 阳极 2Cl 2e Cl2 2Cl 2H Cl2 H2 电解 NaOH 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 4H 4e 2H2 2H2O2H2 O2 电解 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 Cu 2e Cu Cu2 2Cl Cu Cl2 NaCl 阳极 2Cl 2e Cl2