電解原理及應用

電解原理及應用第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月〔思考1〕下列裝置中哪些為原電池？為什么?！菜伎?〕鉛蓄電池反應，總化學方程式為：，請寫出放電時的電極方程式反應式。第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電解氯化銅（如圖）第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）實驗現(xiàn)象在第一步和第二步中均無新現(xiàn)象發(fā)生。在第三步實驗中，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；陰極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變深，陽極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變淺；陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固體，陽極石墨棒上有氣泡放出，并可聞到刺激性的氣味，同時看到濕潤的碘化鉀淀粉試紙變?yōu)樗{色。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）實驗結論在通直流電的條件下，溶液里的CuCl2發(fā)生了分解反應：CuCl2=

Cu＋Cl2↑Cu生成于陰極的石墨棒上，Cl2生成于陽極的石墨棒上。第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）原理分析：CuCl2是強電解質(zhì)且易溶于水，在水溶液中電離生成Cu2＋和Cl－。CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－通電前，Cu2＋和Cl－在水里自由地移動著；通電后，這些自由移動著的離子，在電場作用下，改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2＋向陰極移動，帶負電的氯離子向陽極移動。在陰極，銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上；在陽極，氯離子失去電子而被氧化成氯原子，并兩兩結合成氯分子，從陽極放出。陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu陽極：Cl－－2e－＝Cl2↑電解CuCl2溶液的化學反應方程式：CuCl2=Cu＋Cl2↑第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電解原理1、電解的概念使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。

注意：①電流必須是直流而不是交流。②熔融態(tài)的電解質(zhì)也能被電解。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電解池:借助于電流引起氧化還原反應的裝置，也就是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置叫做電解池或電解槽。

3、構成電解池的條件（1）直流電源。（2）兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。（3）電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)。第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月4、兩電極及電極反應陽極（與電源正極相連）：氧化反應陰極（與電源負極相連）：還原反應第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月5、電解質(zhì)導電的實質(zhì)

對電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）通電時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極，電解質(zhì)的陽離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應；電解質(zhì)的陰離子移向陽極失去電子（有的是組成陽極的金屬原子失去電子）發(fā)生氧化反應，電子從電解池的陽極流出，并沿導線流回電源的正極。這樣，電流就依靠電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）里陰、陽離子的定向移動而通過溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)），所以電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的導電過程，就是電解質(zhì)溶液（或熔融態(tài)電解質(zhì)）的電解過程。第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電解質(zhì)溶于水或熔融狀態(tài)下電解質(zhì)電離后，再通電電解質(zhì)電離成自由移動的離子，如：CuCl2=Cu2++2Cl-陰陽離子定向移動，在兩極失得e-成為原子、分子，如：CuCl2==Cu

+Cl2↑電解只產(chǎn)生自由移動的離子氧化還原反應生成新物質(zhì)電解必須建立在電離基礎上第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月比較項目電解池原電池能量轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)化為化學能化學能轉(zhuǎn)化為電能能否自發(fā)反應不自發(fā)，可以是兩個活性相同的電極反應自發(fā)，兩個活性不同的電極兩個電極氧化反應失去電子

接電源正極，陽極作為負極，對外電路送出電子還原反應獲得電子

接電源負極，陰極作為正極，接受由外電路流回的電子電池內(nèi)離子的遷移方向陰離子向正極（陽極）遷移陽離子向負極（陰極）遷移陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移無關離子不遷移相同點兩個電極、導線、電解質(zhì)溶液第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月化學能→電能電能→化學能負極正極陽極陰極負極：氧化反應（失e-）正極：還原反應（得e-）陽極：氧化反應（失e-）陰極：還原反應（得e-）負極→正極電源正極←陽極電源負極→陰極無有第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月陰極上，陽離子的放電順序為：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<H+<Cu2+<

Fe3+<Hg2+<Ag+陽極上，陰離子的放電順序為：F-<含氧酸根<OH-<Cl-<Br-<I-<S2-惰性電極思考：活性電極上的放電順序又怎樣呢？第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

6、離子放電順序：①陽離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數(shù)目降低的過程又叫做放電。②用石墨、金、鉑等還原性很弱的材料制做的電極叫做惰性電極，理由是它們在一般的通電條件下不發(fā)生化學反應。用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強的材料制做的電極又叫做活性電極，它們做電解池的陽極時，先于其他物質(zhì)發(fā)生氧化反應。③陰極上放電的先后順序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；陽極上放電的先后順序是：活潑金屬電極?S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－>(F－、NO3－、SO42-等)（惰性電極）第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電解質(zhì)溶液電解規(guī)律S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>

Al3+>Mg2+>Na+ⅠⅢⅡⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解電解質(zhì)型Ⅰ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型Ⅱ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月電解質(zhì)水溶液中離子的放電規(guī)律陽極:含氧酸根<OH-<Cl-<I-<S2-陰極:金屬活動順序的逆順序〔練習2〕寫出用惰性電極電解下列溶液的電極反應式及總的電解方程式

（1）Na2SO4HCl

（2）NaOHNaCl

（3）H2SO4CuSO4

（4）AgNO3H2O第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月惰性電極電解水溶液的規(guī)律：類型電極反應特點實例電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復原電解水型分解電解質(zhì)型放H2生堿型放O2生酸型陰：4H++4e=2H2↑陽：4OH--4e=O2↑+2H2O電解質(zhì)的陰陽離子分別在兩極放電陰：水放H2生堿陽：電解質(zhì)陰離子放電陰：電解質(zhì)陽離子放電陽：水放O2生酸NaOHH2SO4Na2SO4HClNaClCuSO4水電解質(zhì)本身電解質(zhì)+水生成新電解質(zhì)生成新電解質(zhì)H2OHClHClCuO第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月〔練習1〕用碳棒做電極電解CuSO4水溶液（1）畫出電解裝置，注明陰、陽兩極。（2）寫出電極反應式及總的電化學方程式。（3）若陰極上有1.6gCu析出，則電子轉(zhuǎn)移___mol，陽極產(chǎn)生氣體體積（標況）為____L第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電解原理的應用

1、銅的電解精煉

第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）電解法精煉銅的化學原理陽極（粗銅）：Cu－2e－＝Cu2＋陰極（純銅）：Cu2＋＋2e－＝Cu結論：電解液CuSO4的濃度基本保持不變第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，位于金屬活動性順序銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等，也會同時失去電子，如：Zn－2e－＝Zn2＋

Ni－2e－＝Ni2＋但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不在陰極獲得電子析出，而只是留在電解液里。而位于金屬活動性順序銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為給出電子的能量比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子溶解下來，當陽極上的銅失去電子變成離子溶解之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥（陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料）第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電鍍(1)定義：電鍍是應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過程