《4.2 第二節(jié) 電解池》參考課件

第三節(jié)電解池1.知道電解的基本原理，會判斷一般電解反應產(chǎn)物。2.能說出電解、電解池及形成條件。3.知道銅的電解精煉和電鍍銅的原理，知道氯堿工業(yè)反應原理，能正確書寫電極反應式和電解的總化學方程式。4.明確原電池與電解池的區(qū)別和聯(lián)系。實驗4－2

CuCl2

溶液的電解陰極（負極相連）陽極（正極相連）現(xiàn)象：覆蓋一層紅色物質(zhì)生成使?jié)駶櫟饣浀矸墼嚰堊兯{色的氣體一、電解原理：結(jié)論：電解CuCl2

溶液生成單質(zhì)Cu和Cl2。CuCl2

溶液在直流電的作用下為什么會生成單質(zhì)Cu和Cl2呢？分析：1.通電前：電解質(zhì)溶液中的離子：

陽離子H+、Cu2+,陰離子OH-、Cl-

做無規(guī)則運動2.通直流電：

陰極（接電源負極）:來自電源的電子流入，帶負電荷，陽離子H+、Cu2+

移向。陽極（接電源正極）：電子流向電源，帶正電荷，陰離子OH-、Cl-移向。3.離子的放電順序：－－－－－－－－++++++++e-e-陽離子（氧化性）：Cu2+>H+，陰離子（還原性）：Cl->OH-（誰強誰先放電）分析：分析：陰極：5.電解質(zhì)溶液的變化：

CuCl2Cu+Cl2↑電解總反應式：氯化銅溶液濃度_______。4.電極反應:陽極：Cu2++2e-＝Cu還原反應2Cl-－

2e-＝Cl2↑氧化反應減小使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。1.電解：2.電解池(槽):(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個電極：陽極(氧化反應)、陰極(還原反應)(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置.4.構(gòu)成條件:小結(jié)：3.放電:離子在電極上得、失電子，發(fā)生氧化還原的過程。電解質(zhì)溶液的導電過程就是電質(zhì)溶液的電解過程。電子從外加電源的負極流出，流到電解池的陰極，再從陽極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）5.電子的流向：陽離子移向陰極,陰離子移向陽極.7.電極種類：6.離子移動的方向:惰性(鉑、金、石墨)：活性(除鉑、金外的金屬)：導電、參與電極反應陰極:一般只導電,不參與反應陽極:僅導電,不參與反應8.離子放電順序：活性陽極>S

2->SO32->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(氧酸根)>F-Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+陽極:(陰離子放電)陰極:(陽離子放電)水溶液中一般不放電水溶液中不放電銀及以前的金屬電解類型舉例電極反應溶液pH變化溶液復原方法物質(zhì)類別實例陽極：陰極：

陽極：陰極：

陽極：陰極：含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl減小增大不變H2O增大HCl不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2減少CuCl29.電解規(guī)律（惰性電極）4OH--4e-=O2↑+2H2O4H++4e-=2H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=

Cl2↑Cu2++2e-=

Cu電解水型電解電解質(zhì)本身型電解類型舉例電極反應溶液pH變化溶液復原方法物質(zhì)類別實例

陽極:陰極:

陽極:陰極:活潑金屬的無氧酸鹽NaCl增大HCl不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4減小CuO9.電解規(guī)律（惰性電極）放氫生堿型放氧生酸酸型2Cl--2e-=

Cl2↑2H++2e-=

H2↑4OH--4e-

=

O2↑+2H2O2Cu2++4e-=2Cu

由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分組成并具有一定功能的整體稱為系統(tǒng)。作為事物的一種普遍存在形式，系統(tǒng)無處不在。例如，原電池、電解池各自都可以看作一個系統(tǒng)?；谙到y(tǒng)思想的研究方法，注重分析與綜合、局部與整體、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與環(huán)境等方面的相互聯(lián)系和作用。例如，在比較原電池和電解池的異同時，可以認識到：作為一個系統(tǒng)，原電池和電解池的裝置構(gòu)成是基本相同的；工作時，它們都涉及電極上發(fā)生的氧化還原反應及中解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向遷移；不同之處在于，原電池是系統(tǒng)發(fā)生化學反應對環(huán)境做電功，電解池則是環(huán)境對系統(tǒng)做電功并使其發(fā)生化學反應；等等。學會運用系統(tǒng)思想與方法，會對你今后的學習帶來啟發(fā)和幫助。二、電解原理的應用１.電解飽和食鹽水現(xiàn)象：陰極：陽極：陰極：(2H2O+2e-

＝

H2↑＋2OH-)－陽極：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2

↑

＋H2

↑有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅產(chǎn)生使?jié)駶櫟矸郏璌I溶液變藍的氣體2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑總反應：氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：（2）陽離子交換膜的作用：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼

,陽極：鈦只允許陽離子通過(Cl－、OH－離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰極室和陽極室,防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；避免氯氣和氫氧化鈉反應生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿車間－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）陽離子交換膜

陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室電解飽和食鹽水液堿濕氫氣濕氯氣NaOH含氯漂白劑Cl2H2HCl有機合成造紙玻璃肥皂紡織印染有機合成氯化物合成農(nóng)藥鹽酸有機合成金屬冶煉圖4－1氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應用2.銅的電解精煉粗銅：含雜質(zhì)(ZnFeNiAgAu等)陽極：

Zn－2e-＝Zn2+Fe－2e-

＝Fe2+Ni

－2e-＝Ni2+Cu－2e-＝Cu2+ZnFeNiCuAgAuCu2++2e-

＝Cu陽極泥陰極:

純銅粗銅問題：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？減小電解精煉銅鐵片銅片硫酸銅溶液陰極：電鍍銅陽極：溶液中CuSO4的濃度保持不變現(xiàn)象：陰極(Fe)：陽極(Cu)：覆蓋紅色物質(zhì)不斷溶解Cu2++2e-＝CuCu－2e-＝Cu2+還原反應氧化反應利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。3.電鍍：①電極：②電鍍液：電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。陽極——鍍層金屬陰極——待鍍金屬制品含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液4.電冶金：（1）冶煉鈉：陰極：2Na++2e-=2Na陽極：2Cl--2e-=Cl2↑通電總反應：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑原理:陰極：(2)冶煉鋁:通電總反應：2Al2O3

(熔融)4Al+3O2↑Na3AlF6

原理:陽極：4Al3++12e-=4Al6O2--12e-=3O2↑Mn++ne-=M(還原反應)C3H3NC6H8N20+1-3+1-313-電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解精煉池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置。應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽極：氧化反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陰極：還原反應應用電解原理將不純的金屬提純的裝置。①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子陽極：不純金屬；陰極：純金屬陽極：氧化反應陰極：還原反應電解池原電池電極名稱___極（與電源負極相連）____極（與電源正極相連）___極（電子流出的極）___極（電子流入的極）外電路電子流_____流___流___流___內(nèi)電路離子________移向________移向_______移向_______移向電極反應(氧化、還原反應)____反應____反應____反應____反應能量轉(zhuǎn)化____能轉(zhuǎn)化為____能____能轉(zhuǎn)化為____能反應是否自發(fā)_____自發(fā)進行_____自發(fā)進行思考與交流:原電池與電解池的比較陰陽負正入出出入陽離子陰離子陰離子陽離子還原氧化氧化還原電化學化學電不能能電解原理電解電解池(槽)電解池構(gòu)成條件放電電子的流向電極種類離子移動的方向離子放電順序電解規(guī)律電解原理的應用電解飽和食鹽水銅的電解精煉電鍍電冶金電解池小結(jié)：1.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是A．X是正極，Y是負極B．X是負極，Y是正極C．CuSO4溶液的pH值逐漸減小D．CuSO4溶液的pH值不變a?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC學習評價2.鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產(chǎn)生11.2L(標況)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為:11.2L÷22.4L/mol×4=2mol,產(chǎn)生H+

:2mol.

陰極生成0.5molH2,消耗H+1mol;所以溶液中c(H+)=1mol/L,pH=0

生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5×2=1mol,故還有1mole-

用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.

電解計算——電子守恒法2H2O-4e-=

4H+

+O2↑解析：陽極：陰極：Cu2++2e-=Cu↓2H++2e-=H2↑

(4OH--4e-=2H2O+O2↑)O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－～4e-計算關(guān)系式：3.用石墨電極電解100mLH2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4mol/LA陽極O2為0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.4molH2為0.1mol，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，所以Cu轉(zhuǎn)移電子0.2mol，

所以c(Cu2+)為1