《第三节电解池》第二课时电解原理的应用课件

1、第三节第三节 电解池电解池( (二二) ) 电解原理的应用电解原理的应用授课人：开发区汉阳三中授课人：开发区汉阳三中 鲍贤义鲍贤义新课标人教版选修四新课标人教版选修四电电 解解 原原 理理 并并 不不 难，难，相相 关关 材材 料料 做做 电电 极极 ；两两 极极 接接 通通 直直 流流 电，电，阳阳 极极 氧氧 化化 阴阴 极极 还还。电解质溶液或熔融态的电解质电解质溶液或熔融态的电解质电极放电顺序阴极阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺序

2、是：序是：3阳极：阳极：活性材料作电极时活性材料作电极时(除除Pt、Au、钛以外的金属、钛以外的金属) ：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。容易在电极上放电。 用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中阴溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：离子的放电顺序（由难到易）是：二、电解原理的应用二、电解原理的应用 1请选用合适药品和仪器画出你设计的电解池装置请选用合适药品和仪器画出你设计的电解池装置并写出并写出电极反应式电极反应式、总反应离子方程式和化学方总反应离子方程式和化学方程式程式。有

3、下列材料：有下列材料：饱和饱和NaClNaCl溶液、熔融的溶液、熔融的NaClNaCl、石墨、外接直流电、石墨、外接直流电源、导线、电解槽源、导线、电解槽以熔融的以熔融的NaClNaCl为电解质为电解质以饱和以饱和NaClNaCl溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液熔融的熔融的NaCl石石墨墨石石墨墨饱和饱和NaCl溶液溶液石石墨墨石石墨墨熔融的熔融的NaCl 为电解质为电解质 饱和饱和NaCl溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应：2NaCl Cl2+2Na2Cl-2e- = Cl22Na+ + 2e- = 2Na阳极：阳极：阴极：阴极：总反应：总反应： 2Cl-

4、 +2H2O 2OH- + Cl2+H2 2NaCl +2H2O 2NaOH+ Cl2+H2 2Cl- 2e- = Cl22H+ + 2e- = H2 1、电冶金：利用电解原理冶炼金属、电冶金：利用电解原理冶炼金属 可冶炼活泼金属钠、钙、镁、铝等。可冶炼活泼金属钠、钙、镁、铝等。（工业制取铝）（工业制取铝） Al2O3 (熔融熔融) = 电解电解（工业制取镁）（工业制取镁） MgCl2 (熔融熔融) =（工业制取钠）（工业制取钠）2NaCl (熔融熔融) = 2Na + Cl2电解电解电解电解冰晶石冰晶石Mg + Cl2 2 4Al + 3O2结论：结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，电解法

5、是冶炼金属的一种重要方法， 是是最强有力的氧化还原最强有力的氧化还原的手段。的手段。2、电解饱和食盐水电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（简称以制造烧碱、氯气和氢气（简称氯碱工业）氯碱工业）阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 (2H2O 2H+2OH-)总反应：总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH +H2 +Cl2 通电 食盐水中存在的离子：食盐水中存在的离子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-离子放电顺序：离子放电顺序：阳离子阳离子 H+ Na+ 阴离子阴离子 Cl- OH-电极反应：电极反应：阳极阳极 氧化反应氧化反应 阴极阴极 还原反

6、应还原反应H+Na+Cl-OH-阴极阴极阳极阳极阳极产物阳极产物阴极产物阴极产物 2以石墨、鋅为电极电解以石墨、鋅为电极电解CuSOCuSO4 4溶液溶液 以以铜、鋅为电极电解铜、鋅为电极电解CuSOCuSO4 4溶液溶液石石墨墨铜铜片片+CuSOCuSO4 4 溶液溶液铜铜片片铜铜片片 +CuSOCuSO4 4 溶液溶液实验注意：实验注意：1、注意观察两极附近及两极板的变化（可以把电极拿出来观察）、注意观察两极附近及两极板的变化（可以把电极拿出来观察）2、使用学生电源中的直流电源接线柱，连接导线时注意由学生、使用学生电源中的直流电源接线柱，连接导线时注意由学生电源的正负接线柱判断好阴阳极电源

7、的正负接线柱判断好阴阳极3、实验结束后，关闭学生电源，拿出电极、实验结束后，关闭学生电源，拿出电极阳极现象阳极现象电极反应式电极反应式阴极现象阴极现象电极反应式电极反应式石石墨墨铜铜片片+CuSO4 溶液溶液铜铜片片铜铜片片+CuSO4 溶液溶液4OH- 4e = 2H2O+O22Cu2+ 4e =2CuCu 2e- = Cu2+Cu2+ +2e- =Cu电极附近有气泡冒出电极附近有气泡冒出（电极表面变疏松）（电极表面变疏松）电极不断溶解电极不断溶解电极上有红色物质析出电极上有红色物质析出 电极上有红色物质析出电极上有红色物质析出为什么阴极为什么阴极现象相同？现象相同？为什么阳极为什么阳极现象

8、不同现象不同？活性电极与惰性电极活性电极与惰性电极 惰性电极惰性电极: :用用Pt、Au、石墨、石墨等为材料制作的电极等为材料制作的电极,惰性电极本惰性电极本身不参与电极上的氧化还原反应，身不参与电极上的氧化还原反应，只起导电作用。只起导电作用。 活性电极：活性电极：除了惰性电极外，除了惰性电极外，其他电极一般都可称之为活性电其他电极一般都可称之为活性电极，活性电极作阳极时，电极本极，活性电极作阳极时，电极本身参与氧化还原反应身参与氧化还原反应镀了一镀了一层铜层铜镀了一镀了一层铜层铜 概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层概念：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。其它金

9、属或合金的过程。 电镀池形成条件电镀池形成条件阴极：阴极：阳极：阳极：电解质溶液：电解质溶液： 特点特点电镀液的浓度基本保持不变电镀液的浓度基本保持不变3、电镀、电镀待镀金属制品待镀金属制品镀层金属镀层金属含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀件待镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液目的目的 使金属增强使金属增强 ，增加，增加 抗腐蚀能力抗腐蚀能力 美观和表面硬度美观和表面硬度CuSO4 溶液溶液 若提供一块粗铜（含若提供一块粗铜（含Zn、Fe、Ni、Au、Ag等杂质），一块纯等杂质），一块纯铜，铜，CuSO4溶液，电解槽，直流电源，如何根据电镀原

10、理提纯溶液，电解槽，直流电源，如何根据电镀原理提纯粗铜，请设计实验装置。粗铜，请设计实验装置。纯纯铜铜粗粗铜铜阳极阳极：（粗铜：（粗铜） Zn -2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+ Zn Fe Ni CuAg Au 阴极：阴极：（纯铜）（纯铜）阳极泥阳极泥Cu -2e- = Cu2+Cu2+ + 2e- = Cu一般火法冶炼得到的铜含杂质较多，这一般火法冶炼得到的铜含杂质较多，这种粗铜的导电性还不能满足电器工业的种粗铜的导电性还不能满足电器工业的要求，因此必须利用电解的方法精炼。要求，因此必须利用电解的方法精炼。利用电镀原理进行电解精炼利用电镀原理进行

11、电解精炼铜铜可使铜的纯度达到可使铜的纯度达到99.9%以上。以上。电解原理的应用电解原理的应用1、电冶金：电冶金：冶炼活泼金冶炼活泼金Na、Ca、Mg、 Al等等 。2、电解饱和食盐水制烧碱、氯电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气气和氢气氯碱工业氯碱工业 3、电镀：、电镀：在金属表面镀上一薄层其在金属表面镀上一薄层其 他金属他金属 电解精炼（铜）电解精炼（铜）巩固应用：巩固应用：AC1、电解饱和食盐水时，阴极区生成的产物、电解饱和食盐水时，阴极区生成的产物为（为（ ） A、氢气、氢气 B、氯气、氯气 C、氢氧化钠、氢氧化钠 D、以上都有、以上都有2、在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计、在铁制品上镀一定厚度的铜层，以下方案设计正确的是（正确的是（ ）A、铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子、铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子B、铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子、铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子C、铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子、铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D、铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子、铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子A3、下列关于电解精炼铜的说法中不正确的是、下列关于电解精炼铜的说法中不正确的