电解池PPT学习课件学习教案

1、会计学1电解池电解池PPT学习学习(xux)课件课件第一页，共35页。氢氢气气(qn q)氧氧气气(yngq) 电解电解水 ：2 H2O 2 H2 O2 +第1页/共35页第二页，共35页。1、电解、电解(dinji)的概念：使电流通过电解的概念：使电流通过电解(dinji)质溶液（或熔质溶液（或熔融电解融电解(dinji)质）而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程（一质）而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程（一般是一个非自发的氧化还原反应）般是一个非自发的氧化还原反应） 。2 2、电解池的概念：把电能、电解池的概念：把电能(dinnng)(dinnng)转变为化学能的装置，又称电解转变为化学能的装

2、置，又称电解槽。槽。 3、构成：直流电源、两个电极、电解质溶液或熔融态电解质注意：注意：导电过程就是电解过程。阴极不参与电解反应。阴极不参与电解反应。与电源正极相连-阳极与电源负极相连-阴极第2页/共35页第三页，共35页。甲甲实验实验步骤步骤如图如图甲甲所示，将用导线连接在一起的所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型管中，观察现象型管中，观察现象。实验实验现象现象结论结论 无现象(xinxing)没有没有(mi yu)且不能自发发生化学且不能自发发生化学反应反应第3页/共35页第四页，共35页。 实验实验步骤步骤1.如图乙所示，将两根石墨

3、棒分别跟如图乙所示，将两根石墨棒分别跟直流电源直流电源的正极和的正极和 负极连接，浸入负极连接，浸入U型管的型管的CuCl2溶液中溶液中 ，再接通，再接通12V直流直流 电电,观察现象。约观察现象。约35min后切断电源。后切断电源。 2.若碳棒表面有气泡产生若碳棒表面有气泡产生,如何设计实验检验是什么气体如何设计实验检验是什么气体? 3 3. .将电极取出，仔细观察其将电极取出，仔细观察其顶端顶端和周围有什么变化？和周围有什么变化？实验实验现象现象1. 1. 通电后发生了氧化通电后发生了氧化(ynghu)-(ynghu)-还原反应还原反应 ; ;2.2.外加电流的作用是这种化学变化的根本原因

4、。外加电流的作用是这种化学变化的根本原因。 Cl2 2Cu 与碳碳棒棒乙乙实验视频第4页/共35页第五页，共35页。 原理原理(yunl)(yunl)分析：分析： 阴极阴极(ynj)(ynj)： 阳极：阳极： 电解电解CuCl2CuCl2溶液的化学反应方程式：溶液的化学反应方程式：通电通电(tng din)(tng din)前，前，Cu2Cu2和和ClCl在水里地在水里地移动着；移动着；电离自由 通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作移动。溶液中带正电的移动。溶液中带正电的向向移动，带负电的移动，带负电的向向移动。在阴极，铜离子获得电子

5、而还原成铜原子移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。 2Cl2Cl 2e2e ClCl2 2 Cu Cu2 2 2e2e CuCuCuClCuCl2 2 = Cu= CuClCl2 2定向Cu2阴极Cl-阳极通电通电或电解或电解CuClCuCl2 2是强电解质且易溶于水，在水溶液中是强电解质且易溶于水，在水溶液中生成生成CuCu2 2和和ClCl。CuClCuCl2 2 Cu Cu2 2 2Cl2Cl电离电离第5页/共3

6、5页第六页，共35页。阴极阴极(ynj)阳阳极极(yngj)2 Cl- - 2e- = Cl2 (氧化(ynghu)反应)Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)总反应：CuCl2 Cu +Cl2电解电解 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，放电阳离子得电子，放电e-e-阴离子失电子，放电阴离子失电子，放电氧化性氧化性强的先得电子强的先得电子还原性还原性强的先失电子强的先失电子第6页/共35页第七页，共35页。阴极阴极(还原还原(hun yun)反应反应)：氧化性强的阳离子：氧化性强的阳离子先得电子先得电子阳极阳极(氧化反应氧化反应(fnyng) ：还原性

7、强的阴离子先失电子：还原性强的阴离子先失电子金属（除金属（除CPt、Au） S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F金属阳极先放电，离子后放电+ +(H+)H+)+得电子的能力强于得电子的能力强于H+只在熔融状态下放电，在水溶液中永远不放电。只在熔融状态下放电，在水溶液中永远不放电。第7页/共35页第八页，共35页。总结总结(zngji)：分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些明确溶液中存在哪些(nxi)离离子子根据阳极根据阳极(yngj)氧化、阴极还原分析得出氧化、阴极还原分析得出产物产物判断判断及阴阳两极附近离子及阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序种类及离子放电顺序

8、(不能忽视非不能忽视非惰性阳极）惰性阳极）(先电离先电离)(后电解后电解)16第8页/共35页第九页，共35页。书写书写(shxi)(shxi)电解方程式的注电解方程式的注意事项意事项2.2.电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响；要注意电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响；要注意两边的电荷两边的电荷(dinh)(dinh)要守恒（电子看作负电荷要守恒（电子看作负电荷(dinh)(dinh)）3.3.标明条件标明条件(tiojin)(tiojin)：通电或电解。：通电或电解。1.1.首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去首先看阳极材料，若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化，若阳极

9、是惰性电极，阴离子在阳极放电电子被氧化，若阳极是惰性电极，阴离子在阳极放电（失电子）。（失电子）。第9页/共35页第十页，共35页。1. 写出用石墨电极写出用石墨电极(dinj)电解硫酸铜溶液的电极电解硫酸铜溶液的电极(dinj)反应反应式及总离子反应式式及总离子反应式阳极阳极(yngj)4OH-4e- = 2H2O+O2 阴极阴极(ynj)2Cu2+4e- = 2Cu总反应式总反应式2Cu2+2H2O=2Cu+4H+O2 电解电解第10页/共35页第十一页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极阳极(yngj)氧氧气气氢氢气气阳极(yngj)(OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O

10、+O2 实例电极反应 浓度PH值复原H2SO4 阴极阴极(H+ ) :4H + 4e- = 2H2 变大变大变变小小 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第11页/共35页第十二页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极阳极(yngj)氧氧气气氢氢气气阳极(yngj)(OH- ): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例电极反应 浓度PH值复原NaOH 阴极阴极(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 变大变大变变大大 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第12页/共35页第十三页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极阳极(yngj)氧氧气气氢氢气气阳极(yngj)(

11、OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例电极反应 浓度PH值复原Na2SO4 阴极阴极(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 变大变大不不变变 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第13页/共35页第十四页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极阳极(yngj)氢气氢气实例电极反应 浓度PH值复原HCl 阳极阳极(yngj)(Cl-OH-) : 2Cl-2 e- =Cl2 阴极阴极( H+)：2H+ 2e-= H2减小减小增增大大通入通入适量适量HCl 2HCl Cl2 + H2 电解氯气氯气第14页/共35页第十五页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极

12、阳极(yngj)氯氯气气铜铜实例电极反应 浓度PH值复原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极(yngj):(Cl- OH-) : 2Cl-2 e- =Cl2 阴极阴极(Cu2+ H+)：Cu2+ 2e-=Cu减小减小增增大大加适量加适量CuCl2晶体晶体第15页/共35页第十六页，共35页。阴 极阴 极(ynj)阳极阳极(yngj)氢氢气气氯氯气气实例电极反应 浓度PH值复原NaCl 阳极(Cl- OH-): 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极阴极(Na+ H+):2H + 2e- = H2 减小减小增增大大通通入入适适量量HCl2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2

13、 电解第16页/共35页第十七页，共35页。阴极阴极(ynj)阳极阳极(yngj)氧氧气气铜铜实例电极反应 浓度PH值复原CuSO4 阴极阴极(ynj)(Cu2+ H+): 2Cu2+ 4e-=2Cu减小减小加适量加适量CuO固体固体阳极(SO42- OH-) :4OH- 4e- = 2H2O+O2 减减小小 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4电解第17页/共35页第十八页，共35页。 电解质溶液(rngy)用惰性电极电解的示例： 电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液pH变化变化溶液复原溶液复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶剂仅溶剂水电解水电解 仅溶质仅溶

14、质电解电解 溶质和溶质和溶剂同溶剂同时电解时电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱(qin jin)NaOH活泼活泼(hu po)金属的含氧金属的含氧酸盐酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极阳极:4OH- - 4e- = O2+2H2O 产物为产物为O2和和H+阴极阴极:4H+ + 4e- = 2H2 产物为产物为H2和和OH-减小减小增大增大不变不变H2O阳极阳极:2Cl- - 2e- = Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属的无氧不活泼金属的无氧酸盐酸盐CuCl2阳极阳极:2Cl- - 2e- = Cl2阴极阴极:Cu2+2e- = Cu增大增大CuCl2活泼金属

15、的无活泼金属的无氧酸盐氧酸盐NaCl阳极阳极:2Cl- - 2e- = Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极阳极:4OH- - 4e- = O2+2H2O阴极阴极:2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuO第18页/共35页第十九页，共35页。活泼(hu po)(除PtAu外)金属做阳极：例：铁做阳极电解(dinji)氯化钠溶液阳极(yngj)：Fe-2e-=Fe2+阴极阴极(Na+ H+):2H + 2e- = H2 Fe+2H2O=Fe(OH)2 +H2 电解第19页/共35页第二十页，共35页。二、电解二、电解(din

16、ji)原理的应原理的应用用1、氯碱工业（电解饱和、氯碱工业（电解饱和(boh)食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）阳极阳极(yngj)：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 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 还原反应还原反应H+Na+Cl-OH-阴极阴极阳极阳极第20页/共3

17、5页第二十一页，共35页。思考思考:（1）电解池的两极各产生什么现）电解池的两极各产生什么现象象?若在两极附近均滴加酚酞试液，若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象会有什么现象?（2）怎样初步检验）怎样初步检验(jinyn)两极产两极产物的生成物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现）结合教材，分析产生这种现象的原因。象的原因。实验装置实验装置第21页/共35页第二十二页，共35页。+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液(rngy)精制精制(jngzh)饱和饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量(sholing)NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛金

18、属钛网网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室第22页/共35页第二十三页，共35页。氯碱工业氯碱工业(gngy):离子交换膜法离子交换膜法制烧碱制烧碱第23页/共35页第二十四页，共35页。2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金(hjn)的方法）的方法）电镀铜原理电镀铜原理铜铜片片待镀件待镀件硫酸铜溶硫酸铜溶液液阳极：镀层阳极：镀层(d cn)金属金属阴极：待镀金属制品阴极：待镀金属制品电镀液：含有镀层电镀液：含有镀层(d cn)金属金属的电解质的电解质阳极：镀层金属（纯铜板）阳极：镀层金属（纯铜板）阴极：待镀金属制品阴极：待镀

19、金属制品电镀电镀(dind)液：含有镀层金液：含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）属的电解质（硫酸铜溶液） 电镀电镀(dind)液浓度不变液浓度不变电镀铜第24页/共35页第二十五页，共35页。第25页/共35页第二十六页，共35页。3、铜的电解、铜的电解(dinji)精炼精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气(dinq)工业的要求，如果用以制电线，工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。就会大

20、大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。纯铜纯铜粗铜含杂质粗铜含杂质(zzh)(Zn Fe Ni Ag Au 等等)阳极阳极： Zn -2e- Zn2+Fe -2e- Fe2+Ni -2e- Ni2+Cu -2e- Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极: Cu2+ + 2e- Cu阳极泥阳极泥思考：电解完后，思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液第26页/共35页第二十七页，共35页。4、电冶金、电冶金(yjn)（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）方法）制取金属钠制取金属钠电解(dinji)熔融状态的氯化钠。阳极阳极(yngj)：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通电 第27页/共35页第二十八页，共35页。第28页/共35页第二十九页，共35页。制取金属制取金属(jnsh)铝铝电解(dinji)熔融状态的氧化铝阳极阳极(yngj)：6O 2- 12e- = 3O2阴极：阴极：4Al 3