化学电解池PPT学习教案

1、会计学1化学电解池化学电解池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 无现象无现象没有且不能自发发生化学反应没有且不能自发发生化学反应第1页/共34页探究实验探究实验2 2 如图所示，将两根石墨棒分如图所示，将两根石墨棒分别跟别跟直流电源直流电源的正极和负极连的正极和负极连接，浸入盛有接，浸入盛有CuCl2溶液的溶液的烧杯中，再接通烧杯中，再接通12 V直流电直流电,观察现象。约观察现象。约35 min后切后切断电源。断电源。 与电源

2、正极相连的极叫阳极与电源正极相连的极叫阳极与电源负极相连的极叫阴极与电源负极相连的极叫阴极CC阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液第2页/共34页实践探究思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒? ?思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？生什么样的电极反应？产物可能是哪些？阳离子：阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：阴离子：Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动向阳极区移动Cl

3、-Cl2 OH-O2 H2O H+ + OH- CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - 阴极区阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：CC阳极阳极阴极阴极第3页/共34页实验结果交流实验结果交流实验记录实验记录实验现象产物验证产物确定有气泡逸出有气泡逸出有有红色红色固固体析出体析出第4页/共34页 第5页/共34页（1 1）通电前：阴、阳离子作）通电前：阴、阳离子作 运动；运动；（2 2）通电后：改作）通电后：改作 移动移动, ,阳离子阳离子移向移向 ，在阴极上，在阴极上得到电子得到电子而发生而发生 ；阴离子阴离子移移向向 , ,在阳极上在阳极上失去电子失去电子而发

4、生而发生 。 定向定向阴极阴极还原反应还原反应阳极阳极氧化反应氧化反应（1 1）电源负极）电源负极阴极阴极阳离子得电子；阳离子得电子；（2 2）阴离子失电子）阴离子失电子阳极阳极电源正极电源正极2 2、电解池中电子的移动方向、电解池中电子的移动方向 e-e-e-e-e-一、电解原理一、电解原理e-自由自由1 1、电解池中离子的移动方向、电解池中离子的移动方向 第6页/共34页3 3、电解的概念、电解的概念使使电流电流通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴、阳两极阴、阳两极引起引起氧化氧化还原反应还原反应的过程叫做电解。的过程叫做电解。 注意：注意：电流必须是电流必须是直流直流而不是交流。而不是

5、交流。熔融态熔融态的电解质也能被电解。的电解质也能被电解。第7页/共34页4 4、电解池、电解池: : 借助于借助于电流电流引起引起氧化还原反应氧化还原反应的装置，也就是把的装置，也就是把电能电能转变为转变为化学能化学能的装置叫做电解池或电解槽。的装置叫做电解池或电解槽。 5 5、构成电解池的条件、构成电解池的条件(2)(2)与电源相连的两个能导电的电极与电源相连的两个能导电的电极 电源电源正极正极阳极阳极, ,电源电源负极负极阴极阴极 (4)(4) 形成闭合回路形成闭合回路第8页/共34页第9页/共34页装置装置 原电池原电池 电解池电解池装置图装置图原理原理形成条件形成条件电极名称电极名称

6、电子流向电子流向电极反应电极反应能量转化能量转化反应能否反应能否自发自发进行进行 发生氧化还原反应，从而形成电流发生氧化还原反应，从而形成电流电流引起氧化还原反应电流引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路形成闭合回路电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态） 由电极本身决定由电极本身决定, 正极：流入电子正极：流入电子;负极：流出电子负极：流出电子 由外电源决定由外电源决定阳极：阳极：连电源正极连电源正极 阴极：阴极：连电源负极连电源负极（外电路）负极（外电路）负极 正极

7、正极 (1)电源负极电源负极阴极阴极阳离子；阳离子； (2)阴离子阴离子阳极阳极电源正极电源正极(-)Zn - 2e- =Zn2+ （氧化反应）（氧化反应） (+)2H+ + 2e- =H2（还原原应）（还原原应） 阳极：阳极：2 CI- - 2e- = CI2 (氧化反应氧化反应)阴极阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应还原反应)化学能化学能 电能电能电能电能化学能化学能能能不能不能第10页/共34页 当一个电极存在多种可能放电的离子时,为什么不是共同放电，而往往只有一种离子放电？你认为阳离子得电子能力及阴离子失电子能力与什么因素关？第11页/共34页（1 1）阴极：氧化性强的

8、阳离子先得电子）阴极：氧化性强的阳离子先得电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+ Sn2+ Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+金属越不活泼金属越不活泼, ,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。阳离子放电（得电子）能力逐渐增强阳离子放电（得电子）能力逐渐增强实质：为离子的氧化性或或还原性强弱顺序实质：为离子的氧化性或或还原性强弱顺序第12页/共34页（2 2）阳极：还原性强的阴离子先失电子）阳极：还原性强的阴离子先失电子S2 IBrClOH含氧酸根离子（含氧酸根离子（如如NO3- 、 SO42-等）等）F阴离子放电（失电子）能力：逐渐增

9、强阴离子放电（失电子）能力：逐渐增强A.用用惰性电极惰性电极（Pt、Au、石墨、石墨等）做阳极时；等）做阳极时；溶液中的阴离子的放电顺序（由易到难）是：溶液中的阴离子的放电顺序（由易到难）是：B.用用金属金属做阳极（做阳极（Pt、Au除外除外）时，则是金属）时，则是金属本身优先失电子，而阴离子不放电。本身优先失电子，而阴离子不放电。第13页/共34页解题思路：解题思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极失电子氧化阳极失电子氧化、阴极得电子还原阴极得电子还原分析分析得出产物得出产物判断阴阳两极附近离子判断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7 7、电解反应方

10、程式的书写：、电解反应方程式的书写：（惰性电极惰性电极）第14页/共34页阴极阴极阳极阳极Cu2+ + 2e- = Cu2Cl- - 2e- = Cl24OH- - 4e- = 2H2O + O2 Cu2+ + 2e- = Cu 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4电解电解2Cu2+ + 2H2O 2 Cu + O2 + 4H+电解电解第16页/共34页练习：练习：以石墨为电极，电解下列物质的水溶液，写出有关电以石墨为电极，电解下列物质的水溶液，写出有关电极反应式和电解总反应式。极反应式和电解总反应式。 a. HCl b. H2SO4 c. NaOH 2SO4 e. NaCl阴

11、极：阴极：4H+4e- =2H2 阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2总反应式：总反应式：a.盐酸盐酸阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 阳极：阳极：2Cl- - 2e- = Cl2总反应式：总反应式： 2HCl = H2 + Cl2通电通电 2H2O = 2H2 + O2通电通电b.b.稀硫酸稀硫酸第17页/共34页c.c.NaOH溶液溶液 阳极：阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2阴极：阴极：4H+4e- =2H2 总反应式：总反应式：2H2O = 2H2 + O2通电通电d.d.Na2SO4溶液溶液 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应式总反应式：4OH

12、- - 4e- = 2H2O + O24H+4e- =2H2 2H2O = 2H2 + O2通电通电第18页/共34页2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 阳极：阳极：阴极：阴极：总反应式总反应式： 通电通电2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H2O = 2OH- + Cl2 + H2 通电通电溶液溶液第19页/共34页与电源正极相连与电源正极相连阳极阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应1 1、电源、电极、电极反应关系、电源、电极、电极反应关

13、系2.2.书写电极反应式和总反应式书写电极反应式和总反应式阴极：阴极：阳极：阳极：放电顺序：放电顺序：第20页/共34页阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极:(Cl- OH-) : 2Cl-2 e- =Cl2 阴极阴极(Cu2+ H+)：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小增增大大加适量加适量CuCl2晶体晶体第一组：电解CuCl2第二课时第二课时二二.电解规律电解规律（惰性电极（惰性电极）第21页/共34页阴极阴极阳极阳极氢气氢气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原HCl 2HCl Cl2

14、+ H2 阳极阳极:(Cl- 、OH-) : 2 Cl- -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第一组：电解HCl溶液电解氯氯气气第22页/共34页阴极阴极阳极阳极氧氧气气氢氢气气阳极阳极(OH- ): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例实例电极反应电极反应 浓浓度度PH值值复原复原NaOH 阴极阴极(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 变大变大 变变大大 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第二组：电解第二组：电解NaOH第23页/共34页阴极阴极阳极阳极氧氧气气氢氢气气阳极阳极(OH- SO42

15、-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例实例电极反应电极反应 浓浓度度PH值值复原复原H2SO4 阴极阴极(H+ ) :4H + 4e- = 2H2 变大变大变变小小 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第二组：电解第二组：电解H2SO4第24页/共34页阴极阴极阳极阳极氧氧气气氢氢气气阳极阳极(OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 实例实例电极反应电极反应 浓浓度度PH值值复原复原Na2SO4 阴极阴极(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 变大变大不不变变 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通电通电第二组：电解第二组：电解Na2

16、SO4第25页/共34页第三组：电解第三组：电解NaCl阴极阴极阳极阳极氢氢气气氯氯气气实例实例电极反应电极反应 浓浓度度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极(Cl- OH-): 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极阴极(Na+ H+):2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 减小减小增增大大通通入入适适量量HCl电解第26页/共34页阴极阴极阳极阳极氧氧气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓浓度度PH值值复原复原CuSO4 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4阴极阴极(Cu2+ H+): 2Cu2+ 4e-=2Cu减小减小加适量加适量CuO固

17、体固体第四组：电解第四组：电解CuSO4阳极阳极(SO42- OH-) :4OH- 4e- = 2H2O+O2 减减小小电解第27页/共34页电解电解类型类型 举举 例例 电极反应电极反应 溶液溶液pHpH变化变化 溶液复溶液复原方法原方法 物质类别物质类别 实例实例 水水电电解解含氧酸含氧酸H H2 2SOSO4 4 强碱强碱NaOHNaOH 活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐 NaNa2 2SOSO4 4 溶溶质质电电解解无氧酸无氧酸 HCl HCl 不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐 CuClCuCl2 2 溶质和溶质和水同时水同时电解电解活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐 N

18、aClNaCl 不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐的含氧酸盐 CuSOCuSO4 4 电解质溶液用电解质溶液用惰性电极惰性电极电解的规律小结：电解的规律小结： 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O阴极：阴极：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e =Cl=Cl2 2阴极：阴极：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e- =Cl=Cl2 2阴极：阴极：CuCu2+2+2e+2e = Cu= Cu阳极阳极2Cl2Cl-2e-2e = Cl = Cl2 2阴极：阴极：2H2H2 2O+2eO+2e

19、=H=H2 2+2OH+2OH- - 阳极：阳极：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e+4e=2Cu=2Cu减小减小增大增大不变不变增大增大增大增大减小减小H H2 2O OHClHClCuClCuCl2 2 HClHClCuOCuO增大增大第28页/共34页二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。以制造烧碱、氯气和氢气。2、电镀、电镀电极反应式电极反应式阳极：阳极：2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O 2Na

20、OH +Cl2+H2 通电 电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀待镀件件硫酸铜溶硫酸铜溶液液阳极：阳极：镀层金属镀层金属电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金 属的电解质属的电解质阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品第29页/共34页电解铜原理演电解铜原理演示示电极反应式电极反应式阴极阴极（纯铜）（纯铜）: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应还原反应)阳极阳极（粗铜）（粗铜）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反应氧化反应)Zn - 2e- = Zn2+ Ni-2e- = Ni2+阳极泥阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底槽底,形成阳极泥形成阳极泥3、电冶金、电冶金制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。阳极：阳极：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30页/共34页第31页/共34页第32