电解池高中化学选修课件(原文)

1、第四章 电化学基础第三节 电解池1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了在阴极附近产生了一种银白色金属,随即形成紫色的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。当时在社会上引起了轰动，他又用电解法发现了钠、钙、锶、钡、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的人。这其中的奥妙是什么呢？通电时，物质的变化时如何发生的呢？【实验1】甲实验步骤如甲图所示，将两根石墨碳棒分别插入盛有Cu

2、Cl2溶液的U型管中，观察现象。实验现象结论 无现象 不发生任何反应【实验2】乙实验步骤如乙图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。实验现象结论 无 现 象 没有构成原电池阳极：与电源正极相连的极阴极：与电源负极相连的极阴极阳极【实验3 】实验步骤如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中，再接通12 V直流电,观察现象。约35 min后切断电源。 实验现象结论 阴极石墨棒上覆盖了一层红色物质，阳极石墨棒上有刺激性气味的气体产生，该气体使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。通电后发生了化学反应思考1：氯化铜溶液中含

3、有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考3：根据实验结果分析阳极和阴极各发生什么反应？属于哪种反应类型？阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动2Cl-2e-=Cl2 氧化反应 阴极区：Cu2+2e-=Cu 还原反应 阳极区：【思考与交流】Cu - 2e- = Cu2+4、在阴极和阳极什么离子放电？Cu2+ H+向阴极区移动；根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，如果是惰性电极阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极阳极与电源正极连接，发生氧化反应；电解池就是把化学能转化为电能

4、的装置。不发生任何反应2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？并分成阳离子组和阴离子组。应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解法是最有力的氧化还原手段。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生

5、了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。2Cl- - 2e- = Cl2电解质溶液须待提纯金属的离子一、电解原理使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。(一)电解：【明 确】1.电流是发生氧化还原反应的根源和动力；2.阴阳离子在做定向移动的同时，也在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；金属导电是自由电子的定向运动形成的，不发生反应，无新物质生成，两者有本质区别。3.电解质溶液导电过程就是电解质的电解过程。放电：阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程(二)电解池1.

6、定义：把电能转变为化学能的装置。2.构成条件：直流电源阴阳电极电解质溶液或熔融电解质形成闭合回路 当一个电极存在多种可能离子时,为什么不是共同放电，而是只有一种离子放电？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？【思考与交流】影响离子放电的因素： 离子得失电子的能力 离子的浓度要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。（三）离子放电顺序1、阴极：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Zn2+ Al 3+ 金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。2、阳极：金属 S2IBrClOH含氧酸根F 除Pt、Au、石墨等惰性电极除外氧化性强的离子先得电子还原性强的离子先失电子【

7、想一想】 以石墨为电极电解硫酸钠溶液，阴极和阳极的产物分别是什么？1、溶液中哪些微粒？2、通电后阳极区有哪些离子？ 阴极区又有哪些离子？3、哪个离子先放电？4OH4e2H2O +O24H+ +4e2H2 总反应： 阳极 ：阴极：2H2O O2 +2H2 电解【方法小结】 1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离） 2.并分成阳离子组和阴离子组。 3.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，如果是惰性电极阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）电离与电解的比较电 离电 解条件过程举例特点联系电解质溶于水或熔融状态下电解质电离后，再通直流电电解质电离成为自由移动的离子阴阳离

8、子定向移动，在两极放电CuCl2=Cu2+2Cl-只产生自由移动的离子发生氧化还原反应，形成新物质电解必须建立在电离的基础上CuCl2 = Cu+Cl2电解电解池与原电池的异同直流电源阴阳电极电解质溶液或熔融形成闭合回路活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路形成条件将电能转变成化学能的装置将化学能转变成电能的装置定义装置实例电解池原电池装置自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电解池与原电池有哪些异同(续)电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极电子流向阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子

9、得电子电极反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）电极名称电解池原电池装置负极 正极导线4、在阴极和阳极什么离子放电？用湿润的淀粉 KI试纸靠近阳极，若变蓝2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？电流是发生氧化还原反应的根源和动力；阴阳离子定向移动，在两极放电1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1、通电前溶液中存在哪些离子？这些离子运动情况如何？金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。18

10、07年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?阴阳离子定向移动，在两极放电通电时，物质的变化时如何发生的呢？1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。电解时阴离子移向阳极，阳

11、离子移向阴极。镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极2、通电后阳极区有哪些离子？如乙图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。Cu2+ + 2e- = Cu【小结】 电解池就是把化学能转化为电能的装置。 阳极与电源正极连接，发生氧化反应； 阴极与电源负极连接，发生还原反应。 电解时阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 电解法是最有力的氧化还原手段。 练习试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A) (B) (C)1、通电前溶液中存在哪些离子？这些离子运动情况如何？设计一套电解饱和食盐

12、水的装置并进行实验二、电解原理的应用【实验思考】（一）电解饱和食盐水3、通电后离子的运动情况有何变化？2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？4、在阴极和阳极什么离子放电？5、在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？如何证明？【实验设计】【实验现象】用湿润的淀粉 KI试纸靠近阳极，若变蓝 在阴极收集一瓶气体， 靠近火源能听到“噗”在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红Cl2H2NaOH两极均有气体产生，阳极产生的气体可以使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，阴极附近溶液变红色。写出阴极、阳极的电极反应式阳极：2Cl- - 2e- = Cl2阴极：2H+ + 2e- = H2电解的化学方程式 钛网碳钢（阳离子）氯碱工

13、业（二）电镀和铜的电解精炼1、电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。增强金属抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。目的：电极材料：阳极镀层金属阴极待镀金属电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液【实验设计】钥匙上镀铜【实验设计】钥匙上镀铜Cu- 2e- = Cu2+ Cu2+ + 2e- = Cu阴极阳极电解后电解质溶液的浓度不变镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极4H+ +4e2H2 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解必须建立在电离的基础上在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在

14、滤纸上写字，会出现红色字迹。金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）2Cl- - 2e- = Cl2思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验思考3：根据实验结果分析阳极和阴极各发生什么反应？属于哪种反应类型？4、在阴极和阳极什么离子放电？电解后电解质溶液的浓度不变阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。阳极：与电源正极相连的极当一个电极存在多种可能离子时,为什么不是

15、共同放电，而是只有一种离子放电？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？2、铜的电解精炼电极材料：阳极粗铜阴极纯铜电解液：CuSO4溶液在纯铜上析出铜，粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部得到阳极泥，电解后硫酸铜溶液的浓度减少。Cu - 2e- = Cu2+Cu2+ + 2e- = Cu（三）电冶金制取钠电解熔融的氯化钠2Cl- - 2e- = Cl22Na+ + 2e- = 2Na阴极阳极电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池定义形成条件电极名称电极反应将电能转变成化学能的装置。应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。两电极接直流电源电极插人电解质溶液形成

16、闭合回路镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属的离子阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件阳极：氧化反应 阴极：还原反应应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯金属的离子阳极：不纯金属；阴极：纯金属镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极Cu2+ + 2e- = Cu思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？如乙图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。在阴极附近产生了一种银白色金属,随即形成紫色的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。2、通电后阳极区有哪些离子？阳极与电源正极连接，发生氧化反应；2Cl- - 2e- = Cl2Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Zn2+ Al 3+ 2、通电后阳极区有哪些离子？设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验镀层金属