《电解池(第一课时)》课件

《电解池（第一课时）》从铜矿石到景泰蓝工艺品黄铜矿紫铜胎体景泰蓝工艺品从铜矿石到景泰蓝工艺品黄铜矿氯化物溶液浸出液主要成分CuCl2

NaCl湿法炼铜粗铜精铜紫铜胎体电解电解精炼和从铜矿石到景泰蓝工艺品黄铜矿氯化物溶液浸出液主要成分CuCl2

NaCl湿法炼铜粗铜精铜掐丝、点蓝、烧蓝、磨光紫铜胎体景泰蓝工艺品电解电解精炼镀金和任务1

实验室探究电解得粗铜的原理浸出液

主要成分CuCl2和NaCl湿法炼铜粗铜电解任务1

实验室探究电解得粗铜的原理浸出液

主要成分CuCl2和NaCl湿法炼铜粗铜电解1.1电解CuCl2溶液1.2电解NaCl溶液1.3电解CuCl2和NaCl的混合溶液1.1用石墨电极电解CuCl2溶液与直流电源的负极相连与直流电源的正极相连1.1用石墨电极电解CuCl2溶液1.1用石墨电极电解CuCl2溶液思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？宏观思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？宏观微观通电前思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？宏观微观通电前通电前：H2OH+OH-+CuCl2Cu2++2Cl-1.1用石墨电极电解CuCl2溶液思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？符号表征通电前：H2OH+OH-+CuCl2Cu2++2Cl-1.1用石墨电极电解CuCl2溶液思考：电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2的原理是什么？符号表征通电时：向阴极迁移向阳极迁移通电前：H2OH+OH-+CuCl2Cu2++2Cl-通电时：向阴极迁移向阳极迁移2e-Cu2++Cu还原反应Cu2+＞H+

放电顺序通电前：H2OH+OH-+CuCl2Cu2++2Cl-通电时：向阴极迁移向阳极迁移2e-↑2Cl-Cl2-氧化反应放电顺序Cl-

＞OH-2e-Cu2++Cu还原反应Cu2+＞H+

放电顺序通电时：阴极阳极2e-Cu2++Cu还原反应Cu2+＞H+

放电顺序2e-↑2Cl-Cl2-氧化反应放电顺序Cl-

＞OH-↑总反应：Cu2+

+

2Cl-Cu+Cl2电解电解池：把电能直接转化为化学能的装置。

电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而

在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。

电解池工作原理示意图阳离子阴离子e-离子导体e-氧化反应还原反应电解池工作原理示意图分析电解池工作原理的基本步骤电源阳极阴极溶液中离子阴离子阳离子电极反应放电顺序1.2用石墨电极电解NaCl溶液思考：请依据电解的基本原理，预测电解

饱和食盐水的产物，并设计实验检验。1.2用石墨电极电解NaCl溶液通电前：NaClNa++Cl-H2OH+

+OH-

向阴极迁移向阳极迁移阴极阳极离子分析电极反应产物检验方法湿润淀粉KI试纸检验Cl2总反应Cl-OH-2e-↑2Cl-Cl2-阴极阳极离子分析电极反应产物检验方法湿润淀粉KI试纸检验Cl2总反应Cl-OH-Na+H+点燃法检验H2酚酞溶液检验碱性2e-↑2Cl-Cl2-H2OH+OH-+2e-↑2H+H2+2e-↑2H2OH2+2OH-+阴极阳极离子分析电极反应产物检验方法湿润淀粉KI试纸检验Cl2总反应Cl-OH-Na+H+点燃法检验H2酚酞溶液检验碱性2e-↑2Cl-Cl2-↑2NaCl

+2H2O电解H2

+

2NaOH

+

Cl2↑H2OH+OH-+2e-↑2H+H2+2e-↑2H2OH2+2OH-+思考能否用该电解池制备Cl2、H2

和NaOH？若不能，该怎样改进装置？

阴极区域阳极区域↑2NaCl

+2H2O电解H2

+

2NaOH

+

Cl2↑1．Cl2与NaOH反应

Cl2+

2OH-

ClO-

+

Cl-

+

H2O

一定条件2．H2与Cl2混合易爆炸H2+

Cl22HCl↑2NaCl

+

2H2O电解H2

+

2NaOH

+

Cl2↑精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)隔膜精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)隔膜隔膜Na+精制饱和NaCl溶液H2O(含少量NaOH)隔膜电解池工作原理示意图阳离子阴离子e-离子导体e-阳离子交换膜电中性电中性氧化反应还原反应1.3用石墨电极电解CuCl2和NaCl的混合溶液黄铜矿氯化物溶液

浸出液

主要成分CuCl2NaCl湿法炼铜电解粗铜电解CuCl2溶液电解NaCl溶液1.3用石墨电极电解CuCl2和NaCl的混合溶液黄铜矿氯化物溶液

浸出液

主要成分CuCl2NaCl湿法炼铜电解粗铜电解CuCl2溶液电解NaCl溶液惰性电极：在实验条件下，放电顺序为：

阴极：Cu2+＞

H+＞Na+

阳极：Cl-

＞

OH-第一课时总结电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而

在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。借助电解可以使非自发的氧化还原反应进行。在生活、生产和科学研究中具有重要意义。课后思考1.根据已经学到的电解原理设计：怎样将粗铜电解精炼得精铜，怎样镀金，以制得景泰蓝工艺品？2.电解池的模型还可能有什么样的变化，以指导实

际工业生产？任务一电解时电极产物的判断[问题探究]1.电解池中,阴、阳两极的材料与电解产物有关系吗?答案

阳极材料与阳极产物有关,阴极无关。2.用惰性电极电解CuSO4与NaCl的混合溶液,首先在阴、阳两极产生什么物质?答案

阳极产生Cl2;阴极产生Cu。[深化拓展]1.电解池阴、阳极的判断2.电极产物的判断(1)阳极产物的判断:首先看电极,如果是活性电极,则电极材料失去电子,被溶解,溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极,则要看溶液中阴离子的失电子能力,根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序:>I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。(2)阴极产物的判断:直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(浓度大时)>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度小时)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。[素能应用]典例1现用Pt作电极电解1L浓度均为0.1mol·L-1的HCl、CuSO4的混合溶液,装置如图,下列说法正确的是(

)A.电解开始时阴极有H2放出B.电解开始时阳极上发生:Cu2++2e-===CuC.当电路中通过电子的量超过0.1mol时,此时阴极放电的离子发生了变化D.整个电解过程中,不参与电极反应答案

D解析

依据放电顺序,阴极先放电的是Cu2+,故阴极开始析出的是Cu,阳极先放电的是Cl-,故阳极开始产生的是Cl2,A、B两项错误;n(Cu2+)=0.1

mol,由阴极反应Cu2++2e-===Cu可知,当电路中通过电子的量达到0.2

mol时,此时Cu2+消耗完毕,阴极放电离子变为H+,所以C项错误;阳极先是Cl-放电,当Cl-消耗完毕,此时H2O电离产生的OH-开始在阳极放电,不参与电极反应,D项正确。解答有关电解问题的步骤(1)首先要判定是否为电解池,有外接直流电源则为电解池,否则不是电解池。(2)对于电解池,首先要考虑阳极材料,若为惰性电极,溶液中的阴离子被氧化;若为活泼金属电极,则被氧化的是电极本身。(3)若溶液中的阴、阳离子有多种,则要根据离子放电顺序判定什么离子先放电,什么离子后放电,并写出电极反应式。(4)根据电极反应式解答相关问题。变式训练1某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是(

)A.电解过程中,铜电极上有H2产生B.电解初期,总反应方程式为Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑C.电解一段时间后,石墨电极上有铜析出D.电解过程中,H+的浓度减小答案

A解析

Cu电极为阳极,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,故A项错误。电解初期,阴极反应为2H++2e-===H2↑,总反应方程式为Cu+H2SO4

CuSO4+H2↑,溶液中H+的浓度减小,故B、D两项正确。电解一段时间后,溶液中Cu2+的浓度较大,此时阴极反应为Cu2++2e-===Cu,故C项正确。任务二使用惰性电极电解电解质溶液的基本类型[问题探究]1.用惰性电极电解H2SO4溶液与盐酸的两极产物分别相同吗?溶液pH有何变化?答案

阴极产物相同(都是H2),阳极产物不同[H2SO4→O2,HCl→Cl2],电解后硫酸溶液pH减小,盐酸pH增大。2.用惰性电极电解食盐水一段时间后,若要使溶液复原,应加入什么物质?答案

加入HCl。[深化拓展]用惰性电极电解电解质溶液的基本类型电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法H2SO4含氧酸阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑阴极:4H++4e-===2H2↑H2O减小加入H2ONaOH强碱阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-增大Na2SO4活泼金属的含氧酸盐阳极:2H2O-4e-===4H++O2↑阴极:4H2O+4e-===2H2↑+4OH-不变HCl无氧酸,除HF外阳极:2Cl--2e-===Cl2↑阴极:2H++2e-===H2↑HCl增大通入HCl气体电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法CuCl2不活泼金属的无氧酸盐,除氟化物外阳极:2Cl--2e-===Cl2↑阴极:Cu2++2e-===CuCuCl2—加入CuCl2NaCl活泼金属的无氧酸盐阳极:2Cl--2e-===Cl2↑阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-NaCl、H2O增大通入HCl气体CuSO4不活泼金属的含氧酸盐阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+阴极:2Cu2++4e-===2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO3[素能应用]典例2如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(

)A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出有刺激性气味气体C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色答案

D解析

a、b电极分别为电解池的阴极和阳极,其电极反应分别是4H+