电解原理(校).ppt

1、思考回忆,1、电解质是指在_能够导电的化合物。 2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。 3、原电池是_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,把化学能转化为电能,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应,一、电解原理,实验：把两支碳棒分别跟电源的正、负极 连接后，浸在盛有氯化铜溶液的U形管里。用 湿润的碘化钾淀粉试纸放在跟电源正极相连的 碳棒附近。,思考：1、与外电源正极相连的碳棒叫阳极， 通电一段时间后，阳极及阳极附近的碘化钾淀粉 试纸有什么变化？断定有什么物质生成？,2、与外电源负极相连的碳棒叫阴极，通电

2、 一段时间后，阴极上有什么变化？说明有什么物 质析出？,阳极上有气泡生，KI淀粉试纸变蓝， 断定阳极上有氯气生成,阴极表面覆盖有红色物质， 说明有铜析出,实验后的思考:,(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？ (2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？ (3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？,电解氯化铜溶液的微观反应过程,Cu2+、Cl 无规则运动,Cu2+、Cl 定向运动,Cu2+、Cl 发生电子得失,阴阳两极上 生成Cu、Cl2,一、电解原理,1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳 两极引起氧化还原反应的过程， 叫电解。,2、电解池（或电解槽）

3、：,（1）组成：,（2）电极名称和电极反应,阳极：与外电源正极相连，发生氧化反应 阴极：与外电源负极相连，发生还原反应,直流电源、电解质溶液、两个电极,（3）电子流动方向,把电能转变为化学能的装置,（4）离子流动方向,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,发生还原反应,电源、电极、电极反应关系,3、影响离子的放电因素,：石墨、Pt和Au，只起导体 作用，并不参加放电,：如Cu、Ag、Zn等大部分金属电极，有参加放电。使 用金属电极作阳极，会出

4、 现阳极氧化溶解的现象。,注： 含氧酸根离子（如SO42-、NO3-）均难于失 电子, 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阳极若是活泼电极，金属电极本身先于任何离子放电。,(2)离子的放电顺序（惰性电极）,阳离子得电子的顺序：按金属活动性顺 序，越不活泼的金属离子越容易得到电子。,阴离子得电子的顺序：,S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根离子 F-,必记:Ag+ Fe3+ Cu2+ H+,练习：根据电解原理，画出电解CuSO4 水溶液的装置图。用碳棒作两极材料，注明 哪是阳极、哪是阴极，写出两极反应式及总 的电解化学方程式。,Cu2+ 、H+ 离子移向阴极，阴极发生还原反

5、应： 2Cu2+ + 4e- =2Cu,SO42-、OH- 离子移向阳极，阳极发生氧化反应： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2,小结：分电极、析溶液、判流向、 断粒子、书极式、写方程,电能转化为化学能,阳极（接电源正极）,阴极（接电源负极）,阴离子向阳极迁移 阳离子向阴极迁移,化学能转化为电能,负极,正极,阴离子向负极迁移 阳离子向正极迁移,都是氧化还原反应,原电池与电解池的比较:,K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+Ag+,S2- I - Br- Cl- OH - 含氧酸根离子 F-,思考： 下面的水溶液使用

6、石墨电极进行电解： 硫酸、氢氧化钠、硫酸钠、氯化铜、氯化氢、 硝酸银、氯化钠 预测每一种溶液在阴极和阳极上的生成物 写出两电极反应式和电解方程式 稀硫酸、稀氢氧化钠溶液和稀硫酸钠溶液的 电解能称作“水的电解”吗？,阴极： 4H+ + 4e- = 2H2,阳极： 4OH- - 4e- = 2H2O + O2,H+ 离子移向阴极， SO42-、OH- 离子移向阳极,电解稀H2SO4溶液,（阴）,（阳）,K+Ca2+Na+Mg2+Al3+ (H+) Zn2+Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+Ag+,S2- I - Br- Cl- OH - 含氧酸根离子（SO42-、N

7、O3-） F-,思考： 下面的水溶液使用石墨电极进行电解： 硫酸、氢氧化钠、硫酸钠、氯化铜、氯化氢、 硝酸银、氯化钠 预测每一种溶液在阴极和阳极上的生成物 写出两电极反应式和电解方程式 稀H2SO4、稀NaOH溶液和稀Na2SO4溶液的 电解能称作“水的电解”吗？,二.电解质溶液用惰性电极电解的规律,4、电解的反应规律（用惰性电极）,（阴）,（阳）,电解水：如电解稀H2SO4、稀NaOH溶液、Na2SO4溶液,反应：盐的离子不放电，水耗,离子浓度添,含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐,4、电解的反应规律（用惰性电极）,（阴）,（阳）,电解电解质：如电解CuCl2溶液、盐酸,反应：盐的离子都放电，

8、离子浓度急速降,（阴）,（阳）,无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐,4、电解的反应规律（用惰性电极）,（阴）,（阳）,电解电解质和水：如电解AgNO3溶液、NaCl溶液,反应：金属离子单放电，产物必得金、氧、酸,（阴）,（阳）,反应：酸根离子单放电，产物必得碱、氢、卤,不活泼金属的含氧酸盐,活泼金属的无氧酸盐,小结： 电极产物： 阳极出氧、卤，阴极得氢、金 电解的反应规律 盐的离子不放电，水耗，离子浓度添 盐的离子都放电，离子浓度急速降 金属离子单放电，产物必得金、氧、酸 酸根离子单放电，产物必得碱、氢、卤,二、电解规律的讨论：(用惰性电极电解时),、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐 溶液时

9、，实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3 NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：,电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复 原来的浓度，只需加入一定量的水即可。,、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。 如电解盐酸、CuCl2溶液等时,电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复 原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一 定量的HCl气体),电解盐酸,、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都 有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化

10、物。,电解CuSO4溶液:,、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水 都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。,电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢 复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。,水,增大,增大,水,增大,减小,水,增大,不变,电解质,减小,增大,电解质,减小,电解质和水,得新电解质,增大,电解质和水,得新电解质,减小,练习1： 用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：,6、用惰性电极进行溶液电解的规律：,、K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+,、Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ag+,、S2、I 、Br 、Cl,、OH 、 含氧酸

11、根离子、F, , , , ,小结：惰性电极进行溶液电解，电解质组成情况,电解质溶液用惰性电极电解的规律,思考:下列装置中,哪些是原电池;哪些是电解池?,A,B,C,D,E,F,关键:看是否有外接电源,有则一定为电解池。,自学提纲：,1、工业上冶炼金属的一般方法有那些？,2、火法冶炼得到的铜为什么要进行精炼？,3、精炼铜时电解液（硫酸铜溶液）浓度是否 变化？,火法冶炼（有热分解法和热还原法） 电解法,含有多种杂质,基本不变,思考:,用硫酸铜溶液做电解质,用含有锌、金、银等金属杂 质的粗铜板与电源正极连接做阳极，用纯的铜薄片和电源 负极连接做阴极，进行电解反应时，纯的铜薄片在电极上 “长大”，得到

12、纯度很大的精铜板，相反粗铜板“瘦身”变小。 这是为什么？能分析发生的变化吗？,阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）：Cu2+ 2e- = Cu,二、铜的电解精炼,思考：在电解精炼含有锌、金、银等金属杂质的粗铜时，为什么银和金沉积在阳极泥中，而锌却留在电解质溶液中？电解液(硫酸铜溶液)的浓度是否会变化？,阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）：Cu2+ 2e- = Cu 电解液：硫酸铜溶液（含硫酸）,KCaNaMgAlZnFeSnPb (H) CuHgAgPtAu,铜的电解精炼与电解CuCl2溶液的比较,粗铜片,纯铜片,Cu 2e- = Cu2+,Cu2+ 2e

13、- = Cu,碳棒,新生成的铜沉 积在碳棒上,Cu2+ 2e- = Cu,碳棒,生成氯气,2Cl- 2e- = Cl2,新生成的铜沉 积在纯铜片上,铜被氧化成为 Cu2+，进入溶液,通电后 阳极（铜片）： Cu - 2e-= Cu2+ 阴极（铁器件）：Cu2+ + 2e- = Cu,通电前 CuSO4 = Cu2+ + SO42-,思考： 如将铁器件、金属铜分别和直流电源的阴极和阳极相连，电解质溶液为硫酸铜，接通电源时发生什么电极反应？,三、电镀铜,阳极：镀层金属 阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的溶液,电镀池（电解池一种特殊形式）,：使金属增强抗腐蚀能力、增加美观 和表面硬度。,（1）概念,Mn+ + ne- = M,M ne- = Mn+,：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过程。,（2）目的,（3）装置,（4）特点, 电解质溶液浓度不变, 阳极金属本身参加了电极反应,讨论：用金属锌作阳极，铁作阴极，氯化锌溶液作电解质溶液，能否在铁的表面镀上一层锌？,K+Ca2+Na+Mg2+Al3