第三节 电解池.ppt

1、第四章 电化学基础,第3节 电解池,CuCl2溶液,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极： Cu2+ 2e- = Cu,电池总反应：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,CuCl2溶液,问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，有什么现象？,复习提问,观察实验:,浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，通电一段时间。 与电源负极相连的碳棒（阴极）覆盖有一层紫红色物质 与电源正极相连的碳棒（阳极）表面出现小气泡，气体使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 结论： 阴极生成铜； 阳极生成氯气。,CuCl2溶液,电解氯化

2、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,电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。 电解池构成条件： 1.直流电源 2.两个电极(惰性电极：Pt、Au或石墨) (活性电极：Fe、Cu等) 3.电解质溶液或熔融态电解质 4.闭合回路,阳极：接电源正极 阴极：接电源负极,e,e,e,Cl,Cu2+,e,e,e,SO42,Cu2+,电源负极 电解池阴极 溶液中的阳离子在阴极获得电子 同时溶液中的阴离子

3、向阳极移动 在阳极表面失去电子 电子沿阳极回到电源正极,在电解过程中是如何形成闭合回路的？,Cl,Cl,Cl,Cl,Cu,Cu,+ ,阳 阴,电离与电解的比较,电解必须建立在电离的基础上,发生氧化还原反应生成了新物质,只产生自由移动的离子,电解质电离成为自由移动的离子 CuCl2=Cu2+2Cl-,电解质电离后再通直流电,电解质溶于水或受热融化状态,电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源 电解质溶液 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,电解池与原电池有哪些异同(续)

4、,电解饱和食盐水实验,以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，推测有何实验现象。,电解饱和食盐水实验,观察到的现象： 阳极： 阴极：,放出有刺激性气味的气体，湿润的KI淀粉试纸变蓝,放出无色、无味气体，附近溶液变红,2Cl2e = Cl2,2H+ + 2e = H2,或2H2O + 2e = H2 + 2OH,惰性电极石墨(C)、金(Au)、铂(Pt) 1. 阴离子失电子顺序（阳极放电顺序）： S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子，如NO3-、SO42- F- 2. 阳离子得电子顺序（阴极放电顺序）： Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+

5、 H+（酸） Fe2+ H+ （水） Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,溶液中有多种阳离子、阴离子，谁优先？,用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应,H+ OH- SO42-,H+ OH- Cl-,Na+ H+ OH-,Na+ Cl- H+ OH-,K+ SO42- H+ OH-,Cu2+ Cl- H+ OH-,Cu2+ SO42- H+ OH-,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,Cu,Cl2,Cu,O2,以氯碱工业为基础的化工生产,电解饱和食盐水,二、电解原理的应用1. 氯碱工业,电镀,电镀,请写出阴阳两极的电极反应式：,阳：Cu - 2e

6、= Cu2+,阴：Cu2+ + 2e = Cu,阳极的铜质量减轻,请分析阴阳两极、水溶液中的现象：,阴极的铁增重，表面均匀覆盖一层红色固体物质,溶液的颜色始终无变化（原因：Cu2+ 浓度不变）,1. 阳极放电的顺序： 非惰性电极，如Fe、CuS2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子F- 2. 阴极放电顺序： Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸） Fe2+ H+ （水） Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+,电解时电极产物的判断,注意更新,二、电解原理的应用2.电镀,利用电解的原理在金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。 （1）阳极：镀层金属。 阴极：待镀的金属制品 电镀液：用

7、含有镀层金属离子的溶液。 电镀过程中电镀液的浓度保持不变 （2）实质：阳极参加反应的电解 （3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑. 思考：如果是给铁镀锌，请你设计一个电镀池。,二、电解原理的应用3.电解精炼铜,电解精炼铜原理：,反应原理：,阳极（粗铜，含铁、银、金等杂质的铜）： Cu 2e- = Cu2+ Fe 2e- = Fe2+ 阴极（纯铜）：2Cu2+ + 4e- = 2Cu Fe2+虽然也移向阴极，但Cu2+ 优先反应,比铜活泼的金属：Fe只下水，不上岸；,比铜不活泼的金属：Au、Pt直接沉底形成阳极泥；,电解质溶液中CuSO4的浓度可能越来越小。,铜：既下水，又上岸；,电解精炼铜原

8、理：,练习：设计一个电解精炼镍的装置图，写出两极反应。已知：粗镍中含铁、铜、银等杂质。镍的活动性介于铁与铜之间。镍离子为二价。,阳极（粗镍）： Ni 2e- = Ni2+ Fe 2e- = Fe2+ 阴极（纯铜）：2Ni2+ + 4e- = 2Ni 电解质溶液：含有Ni2+的溶液即可 阳极泥：铜、银,二、电解原理的应用4.电冶金,汉弗莱戴维，英国化学家、发明家，电化学的开拓者之一。在化学上他的最大的贡献是开辟了用电解法制取金属元素的新途径，电解苛性碱，从而发现了钾和钠，后来又制得了钡、镁、钙、锶等碱土金属。他被认为是发现元素最多的科学家。 你能想得到戴维是用什么具体方法冶炼出金属钠的吗？请画出

9、装置图。,二、电解原理的应用4.电冶金,1、钠的冶炼 电解熔融的NaCl 阳极：2Cl-2e- = Cl2 阴极：2Na+ + 2e- = 2Na 总反应： 2NaCl(熔融) = 2Na + Cl2,电解,二、电解原理的应用4.电冶金,由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。,2、铝的冶炼 电解熔融的Al2O3 阳极：6O2- 12e- = 3O2 阴极：4Al3+ + 12e- = 4Al 总反应： 2Al2O3(熔融) = 4Al + 3O2,电解,冰晶石,如图所示的装置中，若

10、通入直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，试回答： (1)电源电极Y的名称为_ (2)C中pH值_(填“增大”“减小”或“不变”) (3)通电5min后，B中共收集112mL气体(标准状况)，请写出生成该气体的电极反应_B中电解总反应的离子方程式为_,正极,不变,溶液体积为200mL，则通电后该溶液的c(H+)为_(设电解前后溶液体积无变化) (4)若A中为200mL 1mol/L的KCl溶液，则A中电解总反应的离子方程式为_，电解后溶液的pH=_,4OH-4e-=2H2O+O2,0.1mol/L,13,如下图所示，甲池总反应式：2CH3OH3O24KOH2K2CO36H2O 下列说法正确的是 A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置 B甲池通入CH3OH的电极反应为CH3OH6e2H2OCO328H+ C反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D甲池中消耗280 mL(标况)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体,D,根据2CrO42 2H = Cr2O72 H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的_极，其电极反应式为_。,正,4OH- - 4e