電解原理及應(yīng)用ppt

1、電解原理及應(yīng)用ppt第1頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五思考回憶1、電解質(zhì)是指在_ _ _能夠?qū)щ姷幕衔铩?、電離是指電解質(zhì)在_或_狀態(tài)下離解成_的過程。3、原電池是_ _ 的裝置 。4、寫出下列物質(zhì)的電離方程式 CuCl2 H2O NaHSO4 CH3COONH4 水溶液或熔融狀態(tài)下水溶液熔融自由移動離子把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第2頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五一、電解原理演示試驗實驗微觀解釋結(jié)論：電解質(zhì)通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離子作_運(yùn)動；在外電源的作用下（直流電)，改作_移動而導(dǎo)電。在導(dǎo)電的同時，在陽、陰兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即被電解

2、，電離是_的前前提。 自由定向電解第3頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五第4頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五直流電源電極電解質(zhì)電極反應(yīng)陰極:陽極:總反應(yīng):Cu2+ClClCu2+ + 2e Cu2Cl2e Cl2 Cu2+ + 2Cl電解CuCl2（還原反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）電解被還原得e失e被氧化（放出Cl2） （析出Cu）電解氯化銅原理CuCl2 Cu2+2ClII陰極陽極ee正極負(fù)極電 源Cu +Cl2Cu +Cl2（氧化還原反應(yīng)）第5頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五1、電解原理在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽離子在陰

3、陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程，叫電解。電流是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的根源、動力。陰陽離子在做定向運(yùn)動導(dǎo)電的同時，也就在兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了新物質(zhì)；而金屬導(dǎo)電是由自由電子的定向運(yùn)動形成，無反應(yīng)發(fā)生，無新物質(zhì)生成，兩者有本質(zhì)區(qū)別。明 確第6頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五定義：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。組成：兩個電極、電解質(zhì)溶液、直流電源電極陽極：與外電源正極相連的電極，出電子，氧化反應(yīng)。陰極：與外電源負(fù)極相連的電極，進(jìn)電子，還原反應(yīng)。惰性電極：C、Pt、Au等，不論做陰極、陽極，本身都不反應(yīng)?；顫婋姌O：Fe、Cu、Ag等,做陰極本身不反應(yīng),做陽極，本身被氧化溶解。電

4、解 池電極材料2、第7頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五3、構(gòu)成電解池的條件：直流電源；與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽極電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)； 形成閉合的回路第8頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五思考：氯化銅溶液中有四種離子Cu 2+ H+ Cl- OH-,為什么是銅離子和氯離子先反應(yīng)，而不是H+ 和OH- ？第9頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五重點要判斷電極反應(yīng)的產(chǎn)物，必須掌握離子的放電順序。陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。第10頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五離

5、子放電順序：陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電。溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根離子）F-Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca+K+注：當(dāng)離子濃度相差較大時，放電順序要發(fā)生變化，相同時按H+,不同時按（H+）陽離子在陰極上放電順序是：陽極：陰極: 用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時：第11頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五【習(xí)題1】寫出用石墨作電極電解下列溶液的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式（1）：CuCl2 （2）：Na2SO4（3）

6、：CuSO4（4）：NaCl第12頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五第13頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五2. 陰極：陽離子的放電順序：Ag+Fe3+Hg2+Cu2+H+（濃度大）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（濃度小） Al3+Mg2+Na+ Ca2+K+電解時電極產(chǎn)物的判斷1. 陽極：陰離子放電的順序：S2-I-Br-Cl-OH-非還原性含氧酸根F-第14頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五【變式1】 以H+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五種離子恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解。（1）以碳棒為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量

7、減少，水量不變進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是 （2）以鉑片為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水量減少進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是 （3）以碳棒為陽極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水量都減少進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是 HCl、 CuCl2KNO3、 HNO3Cu(NO3)2 、 KCl第15頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五規(guī)律第四類：放氫生堿型： NaCl 活潑金屬的無氧酸鹽第二類: 電解水型： Na2SO4 含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬含氧酸鹽第一類：自身分解型： CuCl2 無氧酸、不活潑金屬無氧酸鹽第三類：放氧生酸型： CuSO4 不活潑金屬的含氧酸鹽第16頁，共35頁，2022年，5

8、月20日，7點32分，星期五電解原理的應(yīng)用1氯堿工業(yè)第17頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五離子交換膜法制燒堿+ -精制飽和食鹽水水(含少量NaOH)Cl2 H2NaOH溶液淡鹽水Na+含有某些含氧酸根雜質(zhì)的氯化鈉，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖所示。該電解槽的陽極反應(yīng)式是 。 通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因 除去雜質(zhì)后氫氧化鈉溶液從液體出口 （填寫“A”或“B”）導(dǎo)出。2Cl- 2e- = Cl2放電，促進(jìn)水的電離，OH-濃度增大【習(xí)題2】陽離子交換膜的作用防止Cl2與 NaOH 和 H2反應(yīng)AB第

9、18頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五將裝置（A）中的惰性電極換成兩種活性電極時如裝置（B），寫出裝置（B）的電極反應(yīng)式。石墨 石墨 純銅 鐵CuSO4溶液CuSO4溶液(A) (B)【習(xí)題3】第19頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五電鍍1.定義：電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。2.目的：電鍍的目的主要是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。李紳假金只用真金鍍，若是真金不鍍金答章孝標(biāo)第20頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五電解原理的應(yīng)用2電鍍第21頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32

10、分，星期五第22頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五純銅 鐵 粗銅 純銅CuSO4溶液CuSO4溶液(B) (C)【習(xí)題4】如果把電鍍銅時的裝置B換成C，寫出電極反應(yīng)式，粗銅的成份（ Zn Fe Ni Cu Ag Au ）第23頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五CuSO4 溶液純銅粗銅陽極： Zn -2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陰極:陽極泥Cu -2e- = Cu2+Cu2+ + 2e- = Cu電解原理的應(yīng)用3電解精煉粗銅的成份（ Zn Fe Ni Cu Ag Au

11、）思考：CuSO4溶液濃度變化?第24頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五冶煉活潑金屬 K Al 電解（工業(yè)制取鈉）2NaCl (熔融) = 2Na + Cl2（工業(yè)制取鎂） MgCl2 (熔融) =電解Mg + Cl2（工業(yè)制取鋁） Al2O3 (熔融) = 電解冰晶石2 4Al + 3O2電解原理的應(yīng)用4電冶金寫出工業(yè)上制備鈉、鎂、鋁的化學(xué)方程式第25頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五水燃料與能源 一：燃料電池發(fā)電 二：電解池加水 三：電解水 四：氫氧混合燃燒 【科技應(yīng)用】第26頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五原電池電解池定

12、義形成條件工作原理原理應(yīng)用化學(xué)能電能電能化學(xué)能負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)活潑性不同兩個的電極電解質(zhì)溶液閉合回路自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電解質(zhì)溶液閉合回路非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)小結(jié)：橫向比較兩個能導(dǎo)電的電極直流電源制作化學(xué)電源,金屬防護(hù)氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金、電解精煉、金屬防護(hù)第27頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五 以H+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五種離子恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解。（1）以鉑片為電極，溶液中加入酚酞，陰極區(qū)顏色變紅的是 （2）以鉑片為電極，溶液中加入酚酞，陰極區(qū)PH增大的是（3）以碳棒為電極，電解CuSO4，通電一

13、段時間后,恢復(fù)到原來的狀況，可以將溶液加入什么物質(zhì)KCl、 KNO3CuO、 CuCO3【能力訓(xùn)練1】KCl、KNO3 、 HCl、HNO3第28頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五【能力訓(xùn)練2】 用惰性電極電解含有0.1mol CuCl2和0.1mol NaBr混合溶液，電路中共0.4 mol 電子轉(zhuǎn)移，試寫出電極反應(yīng)式并分析各階段電解的物質(zhì)是什么？定性分析與定量分析結(jié)合解法指導(dǎo) 定性：陽離子放電順序：Cu2+H+Na+ 陰離子放電順序：Br-Cl-OH-定量：當(dāng)電路中通過0.1mol電子時： 電解0.05molCuBr2 繼續(xù)通過0.1mol電子時： 電解0.05mol

14、CuCl2 再通過0.1mol電子時： 電解0.1molNaCl 最后通過0.1mol電子時：電解0.05molH2O第29頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五以等質(zhì)量的鉑棒和銅棒做電極，電解硫酸銅溶液，通電一段時間后，其中一極質(zhì)量增加了a g,此時兩極的質(zhì)量差為( )A.只能為a gB.只能為2a gC.可能為a g，也可能為2a gD.只可能為a /2 gC【能力訓(xùn)練3】第30頁，共35頁，2022年，5月20日，7點32分，星期五金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）( )A 陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni22eNiB 電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C 電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2和Zn2D 電解后，電解槽底部的陽極泥中