电解池PPT课件

1 第三节电解池 2 一 电解池 1 定义 借助于电流引起氧化还原反应 把电能转变为化学能的装置 探究实验4 2 CuCl2溶液 阴极 阳极 与外电源正极相连的电极 阳极 与外电源负极相连的电极 阴极 3 操作步骤 1 在烧杯中注入CuCl2溶液2 连接电极 将两根石墨棒插入溶液中3 接通直流电源 在烧杯上方放一个湿润的淀粉KI试纸 观察阴极和阳极的实验现象并记录 注意 1 在实验过程中 两电极要始终放在溶液中 且两电极不能接触 4 有红色物质析出 有刺激性气味的气体产生 且可使湿润的淀粉KI变蓝 生成Cu 生成Cl2 实验现象 阴极 阳极 实验结论 阴极 阳极 电极反应 阴极 阳极 Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 电解可以使非自发的氧化还原反应得以发生 5 阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动 阴极 阳极 Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 还原反应 氧化反应 阳氧阴还 6 直流电源 电极 电解质 Cu2 Cl Cl 被还原 得2e 失2e 被氧化 放出Cl2 析出Cu 2 电解氯化铜原理 CuCl2 Cu2 2Cl 阴极 阳极 e e 7 思考 在CuCl2溶液中 存在Cu2 Cl H 和OH 为什么电解时是Cu2 得电子而不是H Cl 失电子而不是OH 呢 8 3 离子放电顺序 1 阴极 阳离子放电 得电子 顺序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 酸 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 Na Ca2 K 2 阳极 S2 I Br Cl OH NO3 SO42 等 含氧酸根离子 F 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 若阳极是活性电极 铂 碳 金之外 阳极本身失去电子被氧化 阴离子不在阳极放电 阴离子放电 失电子 顺序 注 当离子浓度相差较大时 放电顺序要发生变化 9 4 构成电解池的条件 直流电源 与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极 电极 电解质溶液或熔融电解质 形成闭合的回路 CuCl2溶液 阴极 阳极 10 定义 把电能转化为化学能的装置 组成 两个电极 电解质溶液 直流电源 电极 阳极 与外电源正极相连的电极 出电子 氧化反应 阴极 与外电源负极相连的电极 进电子 还原反应 惰性电极 C Pt Au等 不论做阴极 阳极 本身都不反应 活泼电极 Fe Cu Ag等 做阴极本身不反应做阳极 本身被氧化溶解 电解池 电极材料 5 小结 阳极 阴极电极材料可相同 11 电解池电极反应规律 阳氧阴还 1 阴极 得电子 还原反应 电极本身不参加反应 一定是电解质溶液中阳离子 争 得电子 2 阳极 失电子 氧化反应 若为金属 除Pt Au 电极 电极也会失电子 若为惰性电极 电解质溶液中阴离子 争 失电子 12 5 电极反应式 电解方程式的书写 例 写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式 阴极 阳极 最后使得失数相等 两极半反应相加得总方程式 阴极 阳极 4OH 4e O2 2H2O 2Cu2 4e 2Cu OH SO42 H Cu2 H2OH OH CuSO4 Cu2 SO42 首先分析 比较出阴阳极的放电离子 然后写电极反应式 2Cu O2 4H 或2CuSO4 2H2O 电解化学方程式 2Cu O2 2H2SO4 2Cu2 2H2O 电解离子方程式 13 二 电解原理的应用 1 电解饱和NaCl溶液 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 实验现象 阳极 阴极 有刺激性气味气体生成 可使湿润的淀粉KI试纸变蓝 有无色无味气体生成 若向阴极区滴加酚酞试液 溶液变红 阳极 阴极 氯碱工业 14 1 生产设备名称 离子交换膜电解槽阴极 碳钢阳极 钛阳离子交换膜 只允许阳离子通过 把电解槽隔成阴极室和阳极室 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 避免氯气和氢氧化钠反应 而影响氢氧化钠的产量 氯碱工业 离子交换膜法制烧碱 15 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 离子交换膜 阳极室 阴极室 16 2 铜的电解精炼 粗铜含杂质 ZnFeNiAgAu等 纯铜 粗铜 阳极 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Cu 2e Cu2 ZnFeCuAgAu 阴极 Cu2 2e Cu 阳极泥 CuSO4溶液 阳极泥 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底 形成阳极泥 17 3 电镀 电镀可以使金属更加美观耐用 增强防锈抗腐能力 电镀 电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程 电极 阳极 镀层金属或惰性电极阴极 待镀金属制品 电镀液 含有镀层金属离子的电解质溶液 溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小 18 4 电冶金 制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2Na 2e 2Na 总反应 2NaCl 熔融 2Na Cl2 19 阳极 6O2 12e 3O2 阴极 4Al3 12e 4Al 冶炼铝 原理 助熔剂 冰晶石 Na3AlF6六氟合铝酸钠 阳极材料 碳 和熔融氧化铝需要定期补充 思考 工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3 20 2 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 3 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 达标练习 Cu Cl2 Ag Ag 1 能用电解原理说明的问题是 电解是把电能转变成化学能 电解是化学能转变成电能 电解质溶液导电过程一定是电解过程 不能自发进行的氧化还原反应 通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时 必须导致氧化还原反应的发生A B C D D 21 4 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 5 某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4 它们的物质的量之比为3 1 用石墨作电极电解溶液时 根据电极产物 可明显分为三个阶段 下列叙述不正确的是A 阴极只析出H2B 阳极先析出Cl2 后析出O2C 电解最后阶段为电解水D 溶液PH不断增大 最后为7 D 22 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 P是电源的正极B F极上发生的反应为 4OH 4e 2H2O O2 C 电解时 甲 乙 丙三池中 除E F两极外 其余电极均参加了反应D 通电后 甲池的PH减小 而乙 丙两池溶液的PH不变 B 23 6 用铂电极电解下表中各组物质的水溶液 电解一段时间以后 甲 乙两池中溶液的pH值均减小 而在 和 两极 电极产物的物质的量之比为1 2的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3 甲 乙 D 24 7 为下图所示装置中 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 25 二 电解规律 用惰性电极电解时 电解含氧酸 强碱溶液 活泼金属的含氧酸盐溶液时 如电解H2SO4 HNO3 NaOH Na2SO4等溶液 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的浓度 只需加入一定量的即可 实质 电解水 例如 电解硫酸钠溶液 增大 水 26 电解无氧酸溶液 氢氟酸除外 不活泼金属的无氧酸盐溶液 如电解盐酸 CuCl2溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量的 通入一定量的HCl气体 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 电解盐酸 实质 电解质本身被电解 减小 溶质 27 电解不活泼金属的含氧酸盐时 电解质和水都有一部分被电解 如电解CuSO4溶液 AgNO3溶液等 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2