电解池工作原理以及应用

1、关于电解池的工作原理及应用第一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月复习：Cl2在工业上如何制取？电解池的工作原理及应用第二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月2H+2e-=H2 （还原反应） 2Cl-2e- =Cl2（氧化反应） 有气泡滴加酚酞溶液红色有气泡，刺激性气味，湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 电解饱和食盐水电2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 第三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动，其导电过程在电极上发生了化学变化。此过程即为电解的过程电解：在直流电的作用下，在两极上分别 发生氧化反应和还原反应的过程。第四张

2、，PPT共四十九页，创作于2022年6月一、电解池1、定义：把电能转化为化学能的装置2、电解池的构成(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极 电源正极阳极,电源负极阴极(3)电解质溶液或熔化的电解质 (4) 形成闭合回路第五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月在电解池中，电子和离子是怎样移动的？e-：电源负极阴极阳极电源正极 离子：阳离子阴极阴离子阳极3、电子和离子的移动方向第六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月按图所示，在U形管中加入了饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极；接通电源，会有何现象？试一试：第七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月石墨棒上覆盖有红色物质 Cu 2

3、+2e-Cu（还原反应） 有气泡，刺激性气味，湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 2Cl-2e-=Cl2（氧化反应） 总反应：CuCl2 = Cu + Cl2 通电第八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月CuCl2= Cu2+2Cl- H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-H2O OH- + H+想一想： H+ 和 OH-为什么没有参与电解？想一想： CuCl2溶液中除了Cu2、Cl-， 还有什么离子？第九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 阴极阳离子得到电子 发生还原反应，根据氧化性强弱 Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+H+（酸）Fe2+ Zn2+H+（水） Al3+Mg2+Na+

4、 阳极阴离子失去电子 发生氧化反应，根据还原性强弱 S2IBrClOH 其它含氧酸根离子4、电解时离子放电顺序（MgAg）活性电极第十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月想一想、做一做：若以铜和石墨为电极,电解硫酸溶液，情况会如何？并写出电极反应式。（1）阳极：石墨 阴极：铜4OH- - 4e- = 2H2O + O24H+ + 4e- = 2H22H2O = 2H2 + O2通电总反应：（2）阳极：铜 阴极：石墨Cu - 2e- = Cu2+Cu2+ + 2e- = Cu第十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月练习：分别用惰性电极电解下列物质的水溶 液，写出有关的电极反应式和总

5、反应式（1）稀硫酸 （2）NaOH （3）盐酸 阴极：4H+4e- =2H2 （1）阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2总反应式：（3）阴极：2H+ + 2e- = H2 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2总反应式：2HCl = H2 + Cl2通电2H2O = 2H2 + O2通电第十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（4）KCl （5）Na2SO4 （6）CuCl2（7） AgNO3 （8） CuSO42Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2（4）阳极：阴极：总反应：通电2KCl+2H2O = 2KOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H

6、2O = 2OH- + Cl2 + H2 通电第十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月阴极：4H+4e- =2H2 阳极：4OH- - 4e- = 2H2O + O2总反应式：（6）CuCl2阴极：Cu2+ + 2e- = Cu阳极：2Cl - - 2e- = Cl22H2O = 2H2 + O2通电（5）Na2SO4总反应式：CuCl2 = Cu + Cl2 通电第十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（7）AgNO34Ag+ + 4e- = 4Ag4OH - 4e- = 2H2O + O2 4Ag+ + 2H2O = 4Ag + O2+ 4H+ 通电阴极： 2Cu2+ +

7、4e- = 2Cu阳极： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 （8）CuSO42Cu2+2H2O= 2Cu + O2 + 4H+通电总反应： 阳极：阴极： 总反应：第十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月想一想： 以碳棒为电极，电解下列物质的水溶液时， 有什么特点或规律？第一组：Na2SO4、H2SO4、NaOH第二组： HCl、CuCl2第三组：KCl、CuSO4、AgNO3第十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月5、电解规律（惰性电极）小结 电解电解质型： 无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液 （如：HCl、CuCl2） 电解水型： 含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐

8、溶液 （如：NaOH、H2SO4、Na2SO4）第十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 电解质和水同时被电解型 A、放氢生碱型： 活泼金属的无氧酸盐(如：NaCl、MgBr2) B、放氧生酸型： 不活泼金属的含氧酸盐(如：CuSO4、AgNO3)第十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月练习：用铜作电极电解硫酸铜溶液， 写出电极反应式阳极: Cu - 2e- = Cu2+阴极: Cu2+ 2e- = Cu 用活泼性电极作阳极，电极本身被氧化。 若再用含相同金属元素离子的盐溶液做电解液，则电解过程中，电解液的成分和浓度均保持不变。 铜的电解精炼第十九张，PPT共四十九页，创作于2

9、022年6月二、电解原理的应用纯铜粗铜 硫酸铜(硫酸酸化)Zn、Ni、Ag、Au阴极: Cu2+ + 2e- = Cu阳极: Cu - 2e- = Cu2+1、铜的电解精炼阳极泥：相对不活泼的金属如:Ag、Au等以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥电解铜，纯度高(99.9%)、 导电性好浓度基本不变，但须定时除杂Zn - 2e- = Zn2+ Ni - 2e- = Ni2+第二十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月(1)定义：应用电解的原理在某些金属或非金属 材料表面镀上一层其他金属或合金的过程。(2)目的：使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观 和表面硬度。2、电镀(3) 电镀材料的选择

10、阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液 浓度保持不变(4)电镀特点：阳极本身参加电极反应第二十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月例：如何在铁片表面镀上一层铜？阳极：铜片阴极：铁片电解液：CuSO4溶液第二十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。 3、氯碱工业想一想：在左面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间可能发生哪些化学反应 ？生成NaClO ，使NaOH不纯H2和Cl2混合遇火发生爆炸 通电2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 第二十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月(1)生产设备名称

11、：阳离子交换膜电解槽 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Cl2和H2混合而引起爆炸 b、避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响 NaOH的产量。第二十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月4、电冶金（1）制取金属钠电解熔融氯化钠阳极：2Cl - - 2e- = Cl2阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：通电2NaCl = 2Na + Cl2第二十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（2）制取金属铝电解熔融氧化铝阳极：6O2- - 12e- = 3O2阴极：4Al3+ + 12e- = 4Al总反应：通电

12、2Al2O3 = 4Al + 3O2注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为 熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化第二十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月再见！第二十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月阳离子交换膜法 阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜第二十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月电解熔融氯化钠制钠第二十九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第三十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第三十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月问题透析Cu +2H+ Cu2+ + H2若反应为： ，该反应可以设计成原电池？请说明理由_。第三十二张，PP

13、T共四十九页，创作于2022年6月 对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式并注明反应类型： (1)甲装置中，Zn极： Ag极：(2)乙装置中，Cu极： Ag极：(3)丙装置中，Fe极： C极： (4)丁装置中，Pt极： Fe极： 第三十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 电解液中含有K+、Cl 、SO42、 OH （少量）、Cu2+、H+（少量）， 用两个石墨棒作电极电解，开始时 阳极上电极反应式是_； 阴极上电极反应式是_改用两个铜棒作电极电解时，则 阳极变化是_， 阴极上电极反应式是_。 电极反应式是_；第三十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月例：右图中x、y分别是

14、直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2第三十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月例： 、将等体积、等物质的量浓度的CuSO4 和NaCl溶液混合后，用石墨电极电解,写出电解过程中的电极反应式，并描绘出溶液的PH随时间的变化曲线。PH值变化：PHt解析：一阶段：阳极：2Cl 2e = Cl2 阴极：Cu2+ + 2e = Cu二阶段：阳极：4OH 4e = 2H2O+O2 阴极：Cu2+ + 2e = Cu三阶段：阳极：4OH 4e

15、 = 2H2O+O2 阴极：4H+ 4e = 2H2第三十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月例：在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)，则： 若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化 。 若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重 g，阴极上的电极反应式是 。不变0.32Zn 2eZn2+Cu2+ +2eCu第三十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第三十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月44如图A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠

16、溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空：（1）电源A上的a为_极（2）滤纸B上发生的总化学方程式为：_（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点， 使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为：_ ，电极f上发生的反应为：_，槽中盛放的镀液可以是_溶液。第三十九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（1）正极，（2）2NaCl 2H2O2NaOHH2Cl2 （3）Zn2e =Zn2， Zn22e=Zn，ZnCl2（ZnSO4） 第四十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月在下列两个电解池中，I、II两极都是石墨电极。将电源接通，通电16分5秒，电流强度为5

17、安培，Pt电极质量增加5.40g。试回答下列问题：（1）在I、II极上析出质量各为多少g？（2）Ag电极溶解多少g？根据该池给出的实验数据，计算阿伏加德罗常数是多少？ AgNO3PtCuSO4Ag第四十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月例3：右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，只在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同

18、），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为多少g。第四十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月i工业上采用以铁和石墨为电极，电解K2MnO4溶液的办法制取KMnO4。（1）电解时，应以 作阴极，电解过程中，阴极附近溶液的pH值将会_（增大、减少、保持不变）（2）阳极的反应式为 （3）电解的总反应式是 i （1）铁 增大 （2）MnO42eMnO4 （3）2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2第四十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（2）写出电极反应：

19、A中：_B中：_ C中：_ D中：_ （1）标出电源的正、负极，X为 _，Y为_.模拟训练：由电极产物判断电源电极：4H42H：4OH42HOOC：2H2HD：2Cl2Cl分析电极、离子移动方向,依据放电规律，判断产物。如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答 ：第四十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月(3)电解AlCl3溶液时,下图所示的电解变化曲线合理的是( )(忽略烧杯中阳极产生气体与溶液的反应)A BCDA依据阴阳两极得失电子守

20、恒，以及铝元素的性质特点，结合图表分析Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答 ：模拟训练：第四十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答 ：(4)电解AlCl3溶液时,若产生沉淀1.56g时, 将A极产生的气体在常温下燃烧,生成液态水,放出8.574KJ热量,写出其燃烧热的热化学方程式.依据电路中转移电子相等Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3：223H2 6e- 2Al(O