高中化学选修四第四章-电解池资料PPT课件

第四章电化学基础,第三节电解池,原电池是把化学能转化为电能的装置，而电解池则相反，是由电能转化为化学能的装置。,实验4-2：P79,现象：（1）阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色的铜。（2）阳极石墨棒上有使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。,结论：CuCl2溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了Cu和Cl2,1、电解的概念：使电流通过电解质溶液（或熔融态）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,2、电解池的概念：借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，又称电解槽。,3、构成：直流电源、两个电极、电解质溶液（或熔融态电解质）闭合回路,4、电解池中的：阴极：与直流电源的负极相连，发生还原反应；阳极：与直流电源的正极相连，发生氧化反应。,工作原理：通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子定向运动形成的内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。,电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。,阴极,阳极,电解质先电离后电解；,导电过程就是电解过程。,2Cl-2e-=Cl2(氧化反应),Cu2+2e-=Cu(还原反应),阴极不参与电解反应；,活性阳极先于阴离子放电。,惰性电极：石墨、金、铂,活性电极：石墨、金、铂以外的金属,阳离子得电子，放电,e-,e-,阴离子失电子，放电,氧化性强的先得电子,还原性强的先失电子,5、电解池的分析,6、电极反应式的书写：关键是准确判断离子放电顺序。,阴阳两极反应式相加，即得电解的总反应方程式。（注意电荷守恒）,阴极：氧化性强的阳离子先得电子,金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。,阳极：还原性强的阴离子先失电子,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,7、放电顺序：,金属阳极先放电，离子后放电。,阴阳离子在电极上得放电顺序不要绝对化。此与离子性质、溶液浓度、电流密度、电极材料均有关。,练习：以碳棒为电极，电解下列溶液，写出电极反应式1、CuCl2HI2、Na2SO4、H2SO4、NaOH3、NaCl，4、AgNO3、,阴极,阳极,氯气,铜,CuCl2Cu+Cl2,阳极:(Cl-OH-):2Cl-2e-=Cl2,阴极(Cu2+H+)：Cu2+2e-=Cu,减小,增大,加适量CuCl2晶体,第一组：电解CuCl2,.,11,阴极,阳极,碘,氢气,2HII2+H2,阳极:(I-，OH-):2I-2e-=I2,阴极(H+)：2H+2e-=H2,减小,增大,通入适量HI,第一组：电解HI溶液,阴极,阳极,氧气,氢气,阳极(OH-SO42-):4OH-4e-=2H2O+O2,阴极(H+Na+):4H+4e-=2H2,变大,不变,加H2O,2H2O=2H2+O2,通电,第二组：电解Na2SO4,.,13,阴极,阳极,氧气,氢气,阳极(OH-SO42-):4OH-4e-=2H2O+O2,阴极(H+):4H+4e-=2H2,变大,变小,加H2O,2H2O=2H2+O2,通电,第二组：电解H2SO4,.,14,阴极,阳极,氧气,氢气,阳极(OH-):4OH-4e-=2H2O+O2,阴极(H+Na+):4H+4e-=2H2,变大,变大,加H2O,2H2O=2H2+O2,通电,第二组：电解NaOH,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,阴极,阳极,氧气,铜,2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,阴极(Cu2+H+):2Cu2+4e-=2Cu,减小,加适量CuO固体,第四组：电解CuSO4,阳极(SO42-OH-):4OH-4e-=2H2O+O2,减小,8、电解质溶液用惰性电极电解的规律,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）,阳极：,2Cl-2e-=Cl2氧化反应,阴极：,2H+2e-=H2还原反应,总反应：,2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2,食盐水中存在的离子：,Na+、Cl-、H+、OH-,离子放电顺序：阳离子H+Na+阴离子Cl-OH-,H+,Na+,Cl-,OH-,阴极,阳极,.,20,若用上述装置来制取我们所需要的有关物质的话存在什么缺陷？：,1.H2和Cl2混合不安全2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯,.,21,二、离子交换膜法制烧碱,2、电镀：在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。镀层金属通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属（如铬、镍、银）和合金（如黄铜）。,阳极：镀层金属阴极：待镀金属电镀液：含有镀层金属离子的溶液作电镀液,阳极：镀层金属（纯铜板）阴极：待镀金属电镀液：含有镀层金属离子的电解质（硫酸铜溶液）电镀过程中电镀液的浓度保持不变,电镀铜：,.,24,3、电解精炼铜,.,25,精炼铜原理：,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）：Cu2e-=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的浓度减小。,4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）,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,电解熔融氯化钠制钠,制取金属铝,电解熔融状态的氧化铝。,阳极：,6O2-12e-=3O2,阴极：,4Al3+12e-=4Al,总反应：,三、电解池小结,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,发生还原反应,1、电源、电极、电极反应关系,2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金,.,30,电解必须建立在电离的基础上,发生氧化还原反应生成了新物质,只产生自由移动的离子,电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2+2Cl-,电解质电离后再通直流电,电解质溶于水或受热融化状态,四、