人教版选修四 4.3 电解池 课件（42张）.pptx

电解池 1799年意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的电池 使人类第一次获得了可供实用的持续电流 1800年英国的尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功 使人们认识到可以将电用于化学研究 1807年戴维选择了当时还不知道成分的木灰 即苛性钾 和苏打作研究对象 以他坚强的毅力和对化学的执着通过电解的方法发现钾 钠两元素 戴维 知识回忆 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 是否有反应发生 上图装置是原电池装置 是利用自发的氧化还原反应把化学能转变成电能的装置 氯气 铜 产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体 有红色固体析出 实验现象及结论 实验探究 把电能转化为化学能的装置 又叫做电解槽 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 叫做电解 一 电解原理 1 电解 2 电解池 3 电极 阳极 阴极 与电源的正极相连 发生氧化反应 与电源的负极相连 发生还原反应 实质是电解质溶液导电的过程 4 电解池的构成条件 与电源相接的两个电极 电解质溶液或熔融电解质 形成闭合回路 电子从电源负极 流向电解池阴极 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 电解过程 2 符合电解原理的是 电解是把化学能转变为电能 电解质溶液导电是化学变化 金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应 通过电解原理可以实现 原电池的负极与电解池的阳极发生的都是氧化反应 电解时电子从电源负极沿导线流入电解池阴极经电解质溶液流到阳极 练习 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为负极 b为正极 a为阳极 b为阴极 电解过程中 d电极质量增加 电解过程中 氯离子浓度不变 ag hg2 fe3 cu2 h 酸溶液 pb2 sn2 fe2 zn2 h 水溶液 al3 mg2 na ca2 k 阴极 氧化性强的阳离子先得电子 活性电极 s2 i br cl oh no3 so42 f 阳极 如果阳极是活性电极 除了au pt c 则是金属失电子如果阳极是惰性电极 au pt c 则是还原性强的离子先失电子 2 离子的放电顺序 6 水溶液中离子的放电规律 1 影响离子放电的因素 阴极材料不参与反应 水溶液中不可能得电子 以惰性电极电解电解质溶液 分析电解过程的思维程序 1 分析电解质水溶液的组成 找全离子并分阴 阳两组 不要忘记水溶液中的h 和oh 2 然后排出阴 阳两极的放电顺序 写出两极上的电极反应式 3 合并两电极的反应式 得出电解总反应式 练习 以碳棒为电极 电解下列溶液 写出电极反应式1 cucl2hcl2 na2so4 h2so4 naoh3 nacl 4 agno3 cucl2cu cl2 阳极 cl oh 2cl 2e cl2 阴极 cu2 h cu2 2e 2cu 阴极 阳极 铜 第一组 电解cucl2 减小 加适量cucl2晶体 阴极 阳极 氧气 氢气 阳极 oh so42 4oh 4e 2h2o o2 阴极 h na 4h 4e 2h2 2h2o 2h2 o2 通电 第二组 电解na2so4 变大 不变 加h2o 阴极 阳极 氧气 氢气 阳极 oh so42 4oh 4e 2h2o o2 阴极 h 4h 4e 2h2 2h2o 2h2 o2 通电 第二组 电解h2so4 变大 变小 加h2o h2so4 阴极 阳极 氧气 氢气 阳极 oh 4oh 4e 2h2o o2 阴极 h na 4h 4e 2h2 2h2o 2h2 o2 通电 第二组 电解naoh 变大 变大 加h2o 第三组 电解nacl 阴极 阳极 氢气 氯气 阳极 cl oh 2cl 2e cl2 阴极 na h 2h 2e h2 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 减小 增大 通入适量hcl 阳极 第四组 电解cuso4 阴极 氧气 铜 2cuso4 2h2o2cu o2 2h2so4 阴极 cu2 h 2cu2 4e 2cu 减小 加适量cuo固体 阳极 so42 oh 4oh 4e 2h2o o2 减小 电解质溶液电解规律 惰性电极 阳极 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 与 区 电解本身型如cucl2 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 阴极 ag fe3 cu2 h fe2 zn2 al3 mg2 na 练习 用石墨作电极电解下列溶液 电解一段时间后 阴极质量增加 阳极有无色气体产生的是 cuso4 fecl3 ba oh 2 naoh 4 2003广东 用惰性电极实现电解 下列说法正确的是 a 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液ph不变b 电解稀氢氧化钠溶液 要消耗oh 故溶液ph减小c 电解硫酸钠溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2d 电解氯化铜溶液 在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1 d 电解质电离出的阴 阳离子分别在两极放电 cucl2hcl 电解质 减小 cucl2 hcl 阴极 2h 2e h2 阳极 电解质阴离子放电 nacl 电解质和水 hcl 阴极 电解质阳离子放电阳极 4oh 4e 2h2o o2 cuso4 电解质和水 cuocuco3 阴极 4h 4e 2h2 阳极 4oh 4e 2h2o o2 naohh2so4na2so4 水 增大 水 用惰性电极电解下列溶液 减小 减小 第三节电解池 二 电解原理的应用 1 氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱 氯气和氢气的工业 阴极 阳极 总反应 2h 2e h2 2cl 2e cl2 1 电解前向溶液中滴加酚酞溶液 通电后现象是什么 阴极附近的溶液由无色变为红色 阳极 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近 产生气体可以使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝色 2 两极极板上都有气体产生 如何检验两种气体 交流研讨 阴极 收集纯净气体 点燃 并在上方罩一个干冷的烧杯 产生淡蓝色火焰 且烧杯壁上有水珠出现 阴极 阳极 总反应 2h 2e h2 2cl 2e cl2 2 避免生成物h2和cl2混合 因为 1 避免cl2接触naoh溶液会反应 使产品不纯 反应方程式 第一个问题 cl2 2naoh nacl naclo h2o 混合遇火或遇强光爆炸 解决方法 使用离子交换膜 电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 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 阳极室 阴极室 电解饱和食盐水的原理示意图 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 3 铜的电解精炼 粗铜 含杂质 zn fe ni ag au等 阳极 粗铜 zn 2e zn2 fe 2e fe2 ni 2e ni2 cu 2e cu2 znfenicuagau 阴极 纯铜 没有失e 而以单质的形式沉降下来 阳极泥 思考 电解完后 cuso4溶液的浓度有何变化 cu2 2e cu 变小 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 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 通电 na3alf6 为什么不用alcl3 alcl3是共价化合物 在熔融状态下不电离 冶炼mg用熔融的mgcl2还是mgo 用mgcl2 mgo熔点高 耗电 下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 下列说法不正确的是a 从e口逸出的气体是h2b 从b口加入含少量naoh的水溶液以增强导电性c 标准状况下每生成22 4lcl2 同时产生2molnaohd 粗盐水中含ca2 mg2 fe3 so42 等离子 精制时先加na2co3溶液 d b 电解法处理酸性含铬废水 主要含有cr2o72 时 以铁板作阴 阳极 处理过程中存在反应cr2o72 6fe2 14h 2cr3 6fe3 7h2o 最后cr3 以cr oh 3形式除去 下列说法不正确的是a 阳极反应为fe 2e fe2 b 电解过程中溶液ph不会变化c 过程中有fe oh 3沉淀生成d 电路中每转移12mol电子 最多有1molcr2o72 被还原 b 电解法用于除杂 题组二电解原理的 不寻常 应用 将如图所示实验装置的k闭合 下列判断正确的是 a 片刻后可观察到滤纸b点变红色b 电子沿zn a b cu路径流动c 片刻后甲池中c so42 增大d cu电极上发生还原反应 为增强铝的耐腐蚀性 现以铅蓄电池为外电源 以al作阳极 pb作阴极 电解稀硫酸 使铝表面的氧化膜增厚 其反应原理如下 电池 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 电解池 2al 3h2o al2o3 3h2 电解过程中 以下判断正确的是 以铬酸钾为原料 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图 下列说法不正确的是 a 在阴极式