2018年優(yōu)課系列高中化學(xué)人教選修四43電解池課件42張x

電解池1799年意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池，使人類第一次獲得了可供實(shí)用的持續(xù)電流。1800年英國的尼科爾遜和卡里斯?fàn)柌捎梅螂姵仉娊馑@得成功，使人們認(rèn)識到可以將電用于化學(xué)研究。1807年戴維選擇了當(dāng)時(shí)還不知道成分的木灰（即苛性鉀）和蘇打作研究對象，以他堅(jiān)強(qiáng)的毅力和對化學(xué)的執(zhí)著通過電解的方法發(fā)現(xiàn)鉀、鈉兩元素。戴維知識回憶

G

ZnCuCCCuCl2溶液寫出右圖裝置的電極反應(yīng)、總反應(yīng)的化學(xué)方程式。負(fù)極：Zn–2e-=Zn2+正極：Cu2+

＋2e-=Cu電池總反應(yīng)：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液問題：若把上圖裝置改成下圖,這還是原電池裝置嗎？是否有反應(yīng)發(fā)生上圖裝置是原電池裝置,是利用自發(fā)的氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。陽極陰極

現(xiàn)象判斷產(chǎn)物反應(yīng)方程式氯氣銅產(chǎn)生使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)的氣體有紅色固體析出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論CuCl2

==Cu+Cl2↑通電實(shí)驗(yàn)探究CCuCl2溶液+-C把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，又叫做電解槽。

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(yīng)的過程，叫做電解。一、電解原理1.電解：2.電解池：3.電極：陽極：陰極：與電源的正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)與電源的負(fù)極相連，發(fā)生還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程4.電解池的構(gòu)成條件：①與電源相接的兩個(gè)電極；②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；③形成閉合回路。

電子從電源負(fù)極

↓

流向電解池陰極

↓溶液中的陽離子向陰極移動并在陰極獲得電子，

↓

同時(shí)溶液中的陰離子向陽極

移動.在陽極表面失去電子

↓

電子沿陽極回到電源正極5.電解過程2、符合電解原理的是：①電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堍陔娊赓|(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化③不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解原理可以實(shí)現(xiàn)④原電池的負(fù)極與電解池的陽極發(fā)生的都是氧化反應(yīng)⑤電解時(shí)電子從電源負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池陰極經(jīng)電解質(zhì)溶液流到陽極①②③④；②③④⑤；②③⑤；②③④；√練習(xí)1、右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是a為負(fù)極、b為正極；a為陽極、b為陰極；電解過程中，d電極質(zhì)量增加；電解過程中，氯離子濃度不變；√Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

陰極：氧化性強(qiáng)的陽離子先得電子活性電極>S2->I->Br->Cl->OH-

>NO3->SO42->F-

陽極：如果陽極是活性電極（除了Au、Pt、C）則是金屬失電子如果陽極是惰性電極（Au、Pt、C）則是還原性強(qiáng)的離子先失電子(2)離子的放電順序：6.水溶液中離子的放電規(guī)律(1)影響離子放電的因素①離子得失電子的能力②離子的濃度陰極材料不參與反應(yīng)?。。∷芤褐胁豢赡艿秒娮右远栊噪姌O電解電解質(zhì)溶液，分析電解過程的思維程序(1)分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(2)然后排出陰、陽兩極的放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式(3)合并兩電極的反應(yīng)式，得出電解總反應(yīng)式練習(xí)：以碳棒為電極，電解下列溶液，寫出電極反應(yīng)式1、CuCl2HCl2、Na2SO4、H2SO4

、NaOH3、NaCl，4、AgNO3、實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原陰極：陽極：總反應(yīng)式：實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原CuCl2

CuCl2Cu+Cl2↑陽極:(Cl-OH-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(Cu2+H+)：Cu2++2e-=2Cu電解陰極陽極銅第一組：電解CuCl2減小加適量CuCl2晶體陰極陽極氧氣氫氣陽極(OH-SO42-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極(H+Na+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通電第二組：電解Na2SO4實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原Na2SO4變大不變

加H2O陰極陽極氧氣氫氣陽極(OH-SO42-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極(H+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通電第二組：電解H2SO4實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原H2SO4變大變小

加H2OH2SO4陰極陽極氧氣氫氣陽極(OH-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

陰極(H+Na+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通電第二組：電解NaOH實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原NaOH變大變大

加H2O第三組：電解NaCl陰極陽極氫氣氯氣實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原NaCl陽極(Cl-OH-):2Cl--2e-=Cl2↑陰極(Na+H+):2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑電解減小增大通入適量HCl陽極第四組：電解CuSO4陰極氧氣銅實(shí)例電極反應(yīng)濃度pH復(fù)原CuSO4

2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4陰極(Cu2+H+):2Cu2++4e-=2Cu減小加適量CuO固體陽極(SO42-OH-):4OH--4e-=2H2O+O2↑

減小電解電解質(zhì)溶液電解規(guī)律（惰性電極）

陽極：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅢⅡⅣⅠ與Ⅲ區(qū)：電解本身型如CuCl2Ⅰ與Ⅳ區(qū)：放氫生堿型如NaClⅡ與Ⅲ區(qū)：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)：電解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+練習(xí)用石墨作電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，陽極有無色氣體產(chǎn)生的是：CuSO4；FeCl3；Ba(OH)2；NaOH；√4、（2003廣東）用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是（）A、電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B、電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C、電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D、電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1

D類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例(溶液)電解對象電解質(zhì)濃度電解質(zhì)溶液復(fù)原電解電解質(zhì)型放H2生堿型放O2生酸型電解水型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電CuCl2HCl電解質(zhì)減小CuCl2HCl陰極:2H++2e-=H2↑陽極:電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水HCl陰極:電解質(zhì)陽離子放電陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑CuSO4電解質(zhì)和水CuOCuCO3陰極:4H++4e-=2H2↑陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑NaOHH2SO4Na2SO4水增大水用惰性電極電解下列溶液減小減小

第三節(jié)電解池二、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)）。

陰極：陽極：總反應(yīng)：2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH電解1.電解前向溶液中滴加酚酞溶液，通電后現(xiàn)象是什么？陰極附近的溶液由無色變?yōu)榧t色。陽極：把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近，產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶櫟饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)色。2.兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)兩種氣體？交流研討陰極：收集純凈氣體，點(diǎn)燃，并在上方罩一個(gè)干冷的燒杯，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，且燒杯壁上有水珠出現(xiàn)。

陰極：陽極：總反應(yīng)：2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH電解(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個(gè)問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:–+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的原理示意圖2、電鍍⑴定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的方法。⑵電鍍材料的選擇：陰極——鍍件陽極——鍍層金屬電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液⑶

裝置：銅鍍件CuSO4溶液陽極陰極（電鍍銅）陽極：陰極：Cu–2e–=Cu2+

Cu2++2e–=Cu⑷電鍍的特點(diǎn)：電鍍液的濃度基本不變。陽極參加反應(yīng)的電解，3、銅的電解精煉粗銅：含雜質(zhì)（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）陽極：粗銅Zn–2e–=Zn2+Fe–2e–=Fe2+Ni

–2e–=Ni2+Cu–2e–=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu陰極：純銅沒有失e-,而以單質(zhì)的形式沉降下來——陽極泥思考：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？Cu2++2e–=Cu變小。4、電冶金

電解熔融鹽是冶煉像Na、Ca、Mg、Al等活潑金屬的幾乎是唯一可行的工業(yè)方法。(1)鈉的冶煉

——電解熔融的NaCl陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通電(2)鋁的冶煉——電解熔融的Al2O3陰極：

4Al3++12e-=4Al陽極：

6O2-－12e-=3O2↑總反應(yīng)：

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

通電Na3AlF6為什么不用AlCl3?AlCl3是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下不電離冶煉Mg用熔融的MgCl2還是MgO?用MgCl2，MgO熔點(diǎn)高，耗電下圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。下列說法不正確的是A．從E口逸出的氣體是H2B．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4LCl2，同時(shí)產(chǎn)生2molNaOHD．粗鹽水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO4

2-等離子，精制時(shí)先加Na2CO3溶液DB電解法處理酸性含鉻廢水（主要含有Cr2O72-）時(shí)，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，下列說法不正確的是A．陽極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+B．電解過程中溶液pH不會變化C．過程中有