高中化学 电解池的工作原理及应用课件 苏教版选修4.ppt

专题1化学反应与能量变化 第二单元化学能与电能的转化 第三课时 实验 电解cucl2 复习回顾 1 通电前溶液中有哪些离子 通电后这些离子如何移动 阳离子 cu2 h 阴离子 cl oh cu2 h 向阴极区移动 cl oh 向阳极区移动 阴极和阳极如何确定 与电源正极相连的为阳极 与负极相连的为阴极 2 通电后两个电极上有何实验现象 阳极 产生气泡 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 3 写出电极反应式和总反应式 阳极 2cl 2e cl2 阴极 cu2 2e 2cu 总反应式 4 cucl2溶液的浓度如何变化 如何恢复成原溶液 浓度降低 加入cucl2固体 电解 cucl2cu cl2 2cl 2e cl2 阴离子移向 阳离子移向 电子流向 阳极 阴极 cucl2溶液 氧化反应 还原反应 cu2 2e 2cu 一 电解池的工作原理 1 电解 使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原的过程 2 电解池 借助氧化还原反应 把电能转化为化学能的装置 3 电子的流向 电子从外加电源的负极流出 流到电解池的阴极 再从阳极流回电源正极 4 离子定向移动的方向 阳离子运动到阴极 阴离子运动到阳极 5 离子放电顺序 2 阳极 若为惰性电极 则阴离子放电 放电顺序为 s2 i br cl oh no3 so42 等含氧酸根离子 f 若为活性电极 则电极本身失去电子而放电 因为活性电极的还原性大于一切的阴离子 3 阴极 ag fe3 cu2 h pb2 sn2 fe2 zn2 h al3 mg2 na ca k 1 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电 1 用两支惰性电极插入500mlagno3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 a 2 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 1 电解饱和食盐水 2cl 2e cl2 2h 2e h2 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 二 电解池的应用 总反应式 阳极 阴极 氯碱工业 离子膜法 精制饱和nacl 淡盐水 cl2 h2 naoh溶液 h2o含少量naoh cl cl2 h oh na 阳离子交换膜 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程 电镀池形成条件 电镀的特点 电镀液的组成及酸碱性基本保持不变 2 电镀 阳极 阳极 镀层金属 电镀液 含有镀层金属的电解质 阴极 待镀金属制品 cu 2e cu2 阴极 cu2 2e cu 为了使镀层致密 坚固 光滑 还要采取一些措施 1 镀件进行抛光和清洗 使镀件洁净 光滑 2 电镀液的离子浓度始终保持恒定 常将电镀液制成络合物 3 电镀时 要不断搅拌 并控制温度 电流 电压 使电镀液ph在一定范围内 在电镀工业的废水中常含有剧毒物质 如氰化物 重金属离子等 减少电镀污染的途径 1 电镀废水经过处理 回收其中有用成分 把有毒有害物质的浓度降低到符合工业废水的排放标准 2 改进电镀工艺 尽量使用污染少的原料 如采用无氰电镀等 阅读了解 3 铜的电解精炼 3 电极反应式 4 阳极上比铜不活泼的金属 沉积于阳极底部 成为阳极泥 可以提炼金 银等贵重金属 精铜电极 粗铜 含铁银 电极 电解cuso4 两极的现象 cuso4的浓度是否改变 为什么 3 电解精制铜 cu 2e cu2 阳极 fe 2e fe2 阳极泥 银 阴极 cu2 2e cu 阴极析出紫红色的铜 阳极析出绿色物质 不改变 由反应式可知 4 冶炼金属 1 电解熔融状态的氯化钠 阳极 2cl 2e cl2 阴极 2na 2e 2na 总反应式 2 冶炼铝 阳极 阴极 总反应式 6o2 12e 3o2 4al3 12e 4al 电解熔融氯化钠制钠 铝电解槽 还原剂 氧化剂还原产物 氧化产物 升价 降价 升价 降价 负极 阳极 正极 阴极 原电池 电解池的联系 小结 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 h al3 mg2 na 练习1 在50ml0 2mol l的硫酸铜溶液中插入两个电极 通电电解 不考虑水分蒸发 则 若两极均为铜片 试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化 若阳极为纯锌 阴极为铜片 阳极反应式是 如果两极均为铜片且不考虑h 在阴极上放电 当电路中有0 01mol电子通过时 阴极增重g 阴极上的电极反应式是 不变 0 32 zn 2e zn2 cu2 2e cu 2 以惰性电极电解cuso4溶液 若阳极上产生的气体的物质的量为0 0100mol 则阳极上析出cu的质量为 a 0 64gb 1 28gc 2 56gd 5 12g3 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池负极反应为 ah2 2oh 2h2o 2e bo2 4h 4e 2h2och2 2h 2e do2 2h2o 4e 4oh b c 4 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 h2so4cuso4 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 原电池与电解池的比较 负极 较活泼的金属正极 较不活泼的金属 或能导电的非金属 由电极本身性质决定 阳极 与电源正极连接的极阴极 与电源负极连接的极 由外加电源决定 负极 氧化反应 金属失电子