化學(xué)電解池PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1化學(xué)電解池化學(xué)電解池實驗實驗步驟步驟如圖如圖甲甲所示，將用導(dǎo)線連接在一起的所示，將用導(dǎo)線連接在一起的兩根石墨碳棒插入盛有兩根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型管中，觀察現(xiàn)象型管中，觀察現(xiàn)象。實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論 無現(xiàn)象無現(xiàn)象沒有且不能自發(fā)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)沒有且不能自發(fā)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)第1頁/共34頁探究實驗探究實驗2 2 如圖所示，將兩根石墨棒分如圖所示，將兩根石墨棒分別跟別跟直流電源直流電源的正極和負(fù)極連的正極和負(fù)極連接，浸入盛有接，浸入盛有CuCl2溶液的溶液的燒杯中，再接通燒杯中，再接通12 V直流電直流電,觀察現(xiàn)象。約觀察現(xiàn)象。約35 min后切后切斷電源。斷電源。 與電源

2、正極相連的極叫陽極與電源正極相連的極叫陽極與電源負(fù)極相連的極叫陰極與電源負(fù)極相連的極叫陰極CC陰極陰極陽極陽極CuCl2溶液溶液第2頁/共34頁實踐探究思考思考1 1：氯化銅溶液中含有哪些微粒：氯化銅溶液中含有哪些微粒? ?思考思考2 2：在通電時這些微粒各向什么區(qū)移動：在通電時這些微粒各向什么區(qū)移動？思考思考3 3：猜想在通電時在陽極和陰極各會發(fā)：猜想在通電時在陽極和陰極各會發(fā)生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？生什么樣的電極反應(yīng)？產(chǎn)物可能是哪些？陽離子：陽離子：Cu2+ H+ 陰離子：陰離子：Cl- OH-Cu2+ H+向陰極區(qū)移動向陰極區(qū)移動； Cl- OH-向陽極區(qū)移動向陽極區(qū)移動Cl

3、-Cl2 OH-O2 H2O H+ + OH- CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - 陰極區(qū)陰極區(qū)：Cu2+Cu H+H2陽極區(qū)：陽極區(qū)：CC陽極陽極陰極陰極第3頁/共34頁實驗結(jié)果交流實驗結(jié)果交流實驗記錄實驗記錄實驗現(xiàn)象產(chǎn)物驗證產(chǎn)物確定有氣泡逸出有氣泡逸出有有紅色紅色固固體析出體析出第4頁/共34頁 第5頁/共34頁（1 1）通電前：陰、陽離子作）通電前：陰、陽離子作 運動；運動；（2 2）通電后：改作）通電后：改作 移動移動, ,陽離子陽離子移向移向 ，在陰極上，在陰極上得到電子得到電子而發(fā)生而發(fā)生 ；陰離子陰離子移移向向 , ,在陽極上在陽極上失去電子失去電子而發(fā)

4、生而發(fā)生 。 定向定向陰極陰極還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽極陽極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)（1 1）電源負(fù)極）電源負(fù)極陰極陰極陽離子得電子；陽離子得電子；（2 2）陰離子失電子）陰離子失電子陽極陽極電源正極電源正極2 2、電解池中電子的移動方向、電解池中電子的移動方向 e-e-e-e-e-一、電解原理一、電解原理e-自由自由1 1、電解池中離子的移動方向、電解池中離子的移動方向 第6頁/共34頁3 3、電解的概念、電解的概念使使電流電流通過電解質(zhì)溶液而在通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極陰、陽兩極引起引起氧化氧化還原反應(yīng)還原反應(yīng)的過程叫做電解。的過程叫做電解。 注意：注意：電流必須是電流必須是直流直流而不是交流。而不是

5、交流。熔融態(tài)熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。的電解質(zhì)也能被電解。第7頁/共34頁4 4、電解池、電解池: : 借助于借助于電流電流引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的裝置，也就是把的裝置，也就是把電能電能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能化學(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。的裝置叫做電解池或電解槽。 5 5、構(gòu)成電解池的條件、構(gòu)成電解池的條件(2)(2)與電源相連的兩個能導(dǎo)電的電極與電源相連的兩個能導(dǎo)電的電極 電源電源正極正極陽極陽極, ,電源電源負(fù)極負(fù)極陰極陰極 (4)(4) 形成閉合回路形成閉合回路第8頁/共34頁第9頁/共34頁裝置裝置 原電池原電池 電解池電解池裝置圖裝置圖原理原理形成條件形成條件電極名稱電極名稱

6、電子流向電子流向電極反應(yīng)電極反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化反應(yīng)能否反應(yīng)能否自發(fā)自發(fā)進(jìn)行進(jìn)行 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而形成電流發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而形成電流電流引起氧化還原反應(yīng)電流引起氧化還原反應(yīng)兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形成閉合回路形成閉合回路電源、電極（惰性或非惰性）、電解質(zhì)（水溶液或熔融態(tài)）電源、電極（惰性或非惰性）、電解質(zhì)（水溶液或熔融態(tài)） 由電極本身決定由電極本身決定, 正極：流入電子正極：流入電子;負(fù)極：流出電子負(fù)極：流出電子 由外電源決定由外電源決定陽極：陽極：連電源正極連電源正極 陰極：陰極：連電源負(fù)極連電源負(fù)極（外電路）負(fù)極（外電路）負(fù)極 正極

7、正極 (1)電源負(fù)極電源負(fù)極陰極陰極陽離子；陽離子； (2)陰離子陰離子陽極陽極電源正極電源正極(-)Zn - 2e- =Zn2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） (+)2H+ + 2e- =H2（還原原應(yīng)）（還原原應(yīng)） 陽極：陽極：2 CI- - 2e- = CI2 (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))陰極陰極: Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應(yīng)還原反應(yīng))化學(xué)能化學(xué)能 電能電能電能電能化學(xué)能化學(xué)能能能不能不能第10頁/共34頁 當(dāng)一個電極存在多種可能放電的離子時,為什么不是共同放電，而往往只有一種離子放電？你認(rèn)為陽離子得電子能力及陰離子失電子能力與什么因素關(guān)？第11頁/共34頁（1 1）陰極：氧化性強的

8、陽離子先得電子）陰極：氧化性強的陽離子先得電子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+ Sn2+ Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+金屬越不活潑金屬越不活潑, ,對應(yīng)陽離子氧化性越強，越容易得電子對應(yīng)陽離子氧化性越強，越容易得電子。陽離子放電（得電子）能力逐漸增強陽離子放電（得電子）能力逐漸增強實質(zhì)：為離子的氧化性或或還原性強弱順序?qū)嵸|(zhì)：為離子的氧化性或或還原性強弱順序第12頁/共34頁（2 2）陽極：還原性強的陰離子先失電子）陽極：還原性強的陰離子先失電子S2 IBrClOH含氧酸根離子（含氧酸根離子（如如NO3- 、 SO42-等）等）F陰離子放電（失電子）能力：逐漸增

9、強陰離子放電（失電子）能力：逐漸增強A.用用惰性電極惰性電極（Pt、Au、石墨、石墨等）做陽極時；等）做陽極時；溶液中的陰離子的放電順序（由易到難）是：溶液中的陰離子的放電順序（由易到難）是：B.用用金屬金屬做陽極（做陽極（Pt、Au除外除外）時，則是金屬）時，則是金屬本身優(yōu)先失電子，而陰離子不放電。本身優(yōu)先失電子，而陰離子不放電。第13頁/共34頁解題思路：解題思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)根據(jù)陽極失電子氧化陽極失電子氧化、陰極得電子還原陰極得電子還原分析分析得出產(chǎn)物得出產(chǎn)物判斷陰陽兩極附近離子判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序種類及離子放電順序7 7、電解反應(yīng)方

10、程式的書寫：、電解反應(yīng)方程式的書寫：（惰性電極惰性電極）第14頁/共34頁陰極陰極陽極陽極Cu2+ + 2e- = Cu2Cl- - 2e- = Cl24OH- - 4e- = 2H2O + O2 Cu2+ + 2e- = Cu 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4電解電解2Cu2+ + 2H2O 2 Cu + O2 + 4H+電解電解第16頁/共34頁練習(xí)：練習(xí)：以石墨為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)電以石墨為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式。極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式。 a. HCl b. H2SO4 c. NaOH 2SO4 e. NaCl陰

11、極：陰極：4H+4e- =2H2 陽極：陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：a.鹽酸鹽酸陰極：陰極：2H+ + 2e- = H2 陽極：陽極：2Cl- - 2e- = Cl2總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： 2HCl = H2 + Cl2通電通電 2H2O = 2H2 + O2通電通電b.b.稀硫酸稀硫酸第17頁/共34頁c.c.NaOH溶液溶液 陽極：陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2陰極：陰極：4H+4e- =2H2 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2H2O = 2H2 + O2通電通電d.d.Na2SO4溶液溶液 陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)式總反應(yīng)式：4OH

12、- - 4e- = 2H2O + O24H+4e- =2H2 2H2O = 2H2 + O2通電通電第18頁/共34頁2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)式總反應(yīng)式： 通電通電2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H2O = 2OH- + Cl2 + H2 通電通電溶液溶液第19頁/共34頁與電源正極相連與電源正極相連陽極陽極陰極陰極與電源負(fù)極相連與電源負(fù)極相連發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)陽離子移向陽離子移向陰離子移向陰離子移向發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)1 1、電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)系、電源、電極、電極反應(yīng)關(guān)

13、系2.2.書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式陰極：陰極：陽極：陽極：放電順序：放電順序：第20頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極陽極:(Cl- OH-) : 2Cl-2 e- =Cl2 陰極陰極(Cu2+ H+)：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小增增大大加適量加適量CuCl2晶體晶體第一組：電解CuCl2第二課時第二課時二二.電解規(guī)律電解規(guī)律（惰性電極（惰性電極）第21頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氫氣氫氣實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原HCl 2HCl Cl2

14、+ H2 陽極陽極:(Cl- 、OH-) : 2 Cl- -2 e- = Cl2陰極陰極( H+)：2H+ 2e-= H2減小減小增增大大通入通入適量適量HCl第一組：電解HCl溶液電解氯氯氣氣第22頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- ): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃濃度度PH值值復(fù)原復(fù)原NaOH 陰極陰極(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 變大變大 變變大大 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解第二組：電解NaOH第23頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- SO42

15、-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃濃度度PH值值復(fù)原復(fù)原H2SO4 陰極陰極(H+ ) :4H + 4e- = 2H2 變大變大變變小小 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解第二組：電解H2SO4第24頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣氫氫氣氣陽極陽極(OH- SO42-): 4OH- 4e- = 2H2O+O2 實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃濃度度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陰極陰極(H+ Na+) :4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加H2O2H2O = 2H2 +O2 通電通電第二組：電解第二組：電解Na2

16、SO4第25頁/共34頁第三組：電解第三組：電解NaCl陰極陰極陽極陽極氫氫氣氣氯氯氣氣實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃濃度度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽極陽極(Cl- OH-): 2Cl- 2e- = Cl 2 陰極陰極(Na+ H+):2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 減小減小增增大大通通入入適適量量HCl電解第26頁/共34頁陰極陰極陽極陽極氧氧氣氣銅銅實例實例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃濃度度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4 2CuSO4+2H2O 2Cu +O2+2H2SO4陰極陰極(Cu2+ H+): 2Cu2+ 4e-=2Cu減小減小加適量加適量CuO固

17、體固體第四組：電解第四組：電解CuSO4陽極陽極(SO42- OH-) :4OH- 4e- = 2H2O+O2 減減小小電解第27頁/共34頁電解電解類型類型 舉舉 例例 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 溶液溶液pHpH變化變化 溶液復(fù)溶液復(fù)原方法原方法 物質(zhì)類別物質(zhì)類別 實例實例 水水電電解解含氧酸含氧酸H H2 2SOSO4 4 強堿強堿NaOHNaOH 活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽 NaNa2 2SOSO4 4 溶溶質(zhì)質(zhì)電電解解無氧酸無氧酸 HCl HCl 不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽 CuClCuCl2 2 溶質(zhì)和溶質(zhì)和水同時水同時電解電解活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽 N

18、aClNaCl 不活潑金屬不活潑金屬的含氧酸鹽的含氧酸鹽 CuSOCuSO4 4 電解質(zhì)溶液用電解質(zhì)溶液用惰性電極惰性電極電解的規(guī)律小結(jié)：電解的規(guī)律小結(jié)： 陽極：陽極：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2陽極陽極2Cl2Cl-2e-2e =Cl=Cl2 2陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2陽極陽極2Cl2Cl-2e-2e- =Cl=Cl2 2陰極：陰極：CuCu2+2+2e+2e = Cu= Cu陽極陽極2Cl2Cl-2e-2e = Cl = Cl2 2陰極：陰極：2H2H2 2O+2eO+2e

19、=H=H2 2+2OH+2OH- - 陽極：陽極：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O陰極：陰極：2Cu2Cu2+2+4e+4e=2Cu=2Cu減小減小增大增大不變不變增大增大增大增大減小減小H H2 2O OHClHClCuClCuCl2 2 HClHClCuOCuO增大增大第28頁/共34頁二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。以制造燒堿、氯氣和氫氣。2、電鍍、電鍍電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式陽極：陽極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極：2H+ + 2e- = H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2Na

20、OH +Cl2+H2 通電 電鍍銅原理電鍍銅原理銅片銅片待鍍待鍍件件硫酸銅溶硫酸銅溶液液陽極：陽極：鍍層金屬鍍層金屬電鍍液：電鍍液：含有鍍層金含有鍍層金 屬的電解質(zhì)屬的電解質(zhì)陰極：陰極：待鍍金屬制品待鍍金屬制品第29頁/共34頁電解銅原理演電解銅原理演示示電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式陰極陰極（純銅）（純銅）: Cu2+ + 2e- = Cu (還原反應(yīng)還原反應(yīng))陽極陽極（粗銅）（粗銅）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反應(yīng)氧化反應(yīng))Zn - 2e- = Zn2+ Ni-2e- = Ni2+陽極泥陽極泥: 相對不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解相對不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底槽底,形成陽極泥形成陽極泥3、電冶金、電冶金制取金屬鈉制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。陽極：陽極：2Cl - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通電 第30頁/共34頁第31頁/共34頁第32