化學(xué)第三節(jié)電解池省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池1/40〖復(fù)習(xí)回顧〗原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苎b置。想一想：組成原電池條件是什么?ZnCuCuCl2溶液e－e－⑴兩個活性不一樣電極⑵電解質(zhì)溶液(普通與活潑性強電極能發(fā)生氧化還原反應(yīng))⑶形成閉合回路(4)自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)2/40〖復(fù)習(xí)回顧〗原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苎b置。原電池電極怎樣判斷?ZnCuCuCl2溶液e－e－負極正極較活潑金屬較不活潑金屬或非金屬電子流出電子流入氧化反應(yīng)還原反應(yīng)3/40聯(lián)想*質(zhì)疑

G

ZnCuCCCuCl2溶液負極：正極：電池總反應(yīng)：CuCl2溶液〖復(fù)習(xí)回顧〗寫一寫：原電池電極反應(yīng)式?Zn–2e-=Zn2+Cu2+＋2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu4/40

CuCl2溶液在電流作用下發(fā)生了化學(xué)改變，分解生成了Cu和Cl2。一、電解原理試驗4-2：用惰性(石墨)電極電解氯化銅溶液陰極陽極氯氣銅CuCl2溶液

有氣泡，氣體有刺激性氣味，并能使?jié)駶橩I-淀粉試紙變藍

碳棒上有一層紅色物質(zhì)析出現(xiàn)象：陰極：

陽極：——銅——Cl2

結(jié)論：5/40電解氯化銅溶液微觀模擬試驗分析：6/40一、電解原理1、電解：

使電流經(jīng)過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引發(fā)氧化還原反應(yīng)過程。2、電解池（電解槽）：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能裝置。注意：（1）直流電源。（2）熔融態(tài)電解質(zhì)也能被電解。（3）電解是不可逆?！舅妓?】電解池兩極是怎樣確定？7/40３、兩個電極及電極反應(yīng)陰極：與電源負極相連——電子流入——還原反應(yīng)陽極：與電源正極相連——電子流出——氧化反應(yīng)⑴、兩個電極確實定及電極反應(yīng)e－e－CCCuCl2溶液陰極陽極8/40⑵、兩個電極類型：惰性電極(鉑、金、石墨)：——僅僅導(dǎo)電，不參加反應(yīng)活性電極(除鉑、金外金屬)：——既能夠?qū)щ?、又能夠參加電極反應(yīng)惰性電極與活性電極【思索2】形成電解池條件是什么？CuCuCuCl2溶液陰極陽極CCCuCl2溶液陰極陽極9/404、形成電解池條件e－e－CCCuCl2溶液⑴與電源相連兩個電極⑵電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)⑶形成閉合回路陰極陽極【思索3】在電解過程中，電子、離子是怎樣形成閉合回路？10/405、電子流向:

電子從外加電源負極流出，流到電解池陰極，再從陽極流回電源正極。（注意：電子只在外電路定向移動，不能從溶液中移動）6、離子定向移動方向:陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動?！舅妓?】電解質(zhì)溶液導(dǎo)電實質(zhì)是什么？e－e－CCCuCl2溶液陰極陽極【思索5】怎樣書寫電極反應(yīng)方程式和總方程式？11/40通式：陰極：氧化劑＋ne-=還原產(chǎn)物陽極：還原劑－ne-=氧化產(chǎn)物總電解反應(yīng)式：陰陽極反應(yīng)式相加所得式子（考慮電子守恒）7、電極反應(yīng)式書寫：e－e－CCCuCl2溶液陰極陽極陰極：Cu2++2e-＝Cu還原反應(yīng)陽極：2Cl--2e-＝Cl2↑氧化反應(yīng)總反應(yīng)式：

CuCl2Cu+Cl2↑電解12/40加CuCl2溶液變小【思索6】電解后氯化銅濃度怎樣改變？【思索7】若要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，怎么辦？【思索8】什么叫放電？陰離子失去電子而陽離子得到電子過程叫放電?！舅妓?】為何Cu2+、Cl-放電，而不是H+和OH-？陰離子放電：與陰離子還原性相對強弱相關(guān)陽離子放電：與陽離子氧化性相對強弱相關(guān)【思索10】陰陽離子放電次序是什么？13/408、離子放電次序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(H+濃度較大時）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（濃度較小時）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

不論是惰性電極還是活性電極都不參加電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)是溶液中陽離子。陰極:

①活性材料作電極時：活性電極失去電子。

②用惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時：S

2->SO32->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3->SO42-(等含氧酸根離子）>F-陽極：陰離子還原性次序是：陽離子氧化性次序是：14/40【思索11】電解氯化銅溶液時，溶液中Cu2＋和Cl－放電基本完成后，電解過程是否也就停頓了呢？原溶液變?yōu)榧兯?，實際上是電解水過程，所以：陰極：4H++4e—=2H2↑陽極：4OH—－4e—=2H2O+O2↑總反應(yīng)：2H2O=2H2↑+O2↑【思索12】在電解氯化銅溶液裝置中，若把電解質(zhì)換成氯化鈉，其結(jié)果又怎樣呢？寫出電極反應(yīng)。電解15/40陰極：2H++2e—=H2↑陽極：2Cl—－2e—=Cl2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑【思索13】氯化鈉溶液換成熔融氯化鈉，其結(jié)果又怎樣呢？寫出電極反應(yīng)。電解16/40陰極：2Na++2e-=2Na

（還原反應(yīng)）陽極：2Cl--2e-=Cl2↑

（氧化反應(yīng)）總式：

2NaCl2Na+Cl2↑電解陰極陽極氯氣鈉熔融NaCl【思索14】分析電解反應(yīng)（用惰性電極時）普通思緒是什么？17/40小結(jié)1：分析電解反應(yīng)(用惰性電極時)普通思緒：明確溶液中存在哪些離子依據(jù)陽極氧化、陰極還原以及氧化性、還原性強弱判斷反應(yīng)離子先后，最終分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子【思索15】電解與電離有哪些異同呢？

18/40陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成為原子或分子。如：CuCl2==Cu+Cl2↑電離電解條件過程特點聯(lián)絡(luò)通電電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)

電解質(zhì)電離后，再通直流電電解質(zhì)電離成為自由移動離子。例：CuCl2=Cu2++2Cl-只產(chǎn)生自由移動離子

發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì)

電解必須建立在電離基礎(chǔ)上【思索16】電解池與原電池有哪些異同呢？

小結(jié)2：電解與電離比較：19/40【思索17】電解池有什么規(guī)律？電解池能量轉(zhuǎn)換離子遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)電極

發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)能否自發(fā)

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陰極（接電源負極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負極正極陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移相同點(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)小結(jié)3：原電池與電解池比較:不自發(fā)自發(fā)20/40小結(jié)4：電解規(guī)律（惰性電極）陰極陽極氯氣銅實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原CuCl2

陽極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：Cu2++2e-=2Cu減小增大CuCl2CuCl2溶液

CuCl2Cu+Cl2↑電解21/40陽極陰極氧氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原Na2SO4

陽極:4OH--4e-=2H2O+O2

↑陰極:

4H++4e-=2H2↑變大不變

加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解22/40陽極陰極氯氣氫氣實例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原NaCl

陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑

+Cl2↑電解減小增大

加HClNaCl溶液23/40實例電極反應(yīng)濃度PH值復(fù)原CuSO4陽極陰極氧氣銅陽極:4OH--4e-=2H2O+O2

↑陰極：Cu2++2e-=

Cu減小減小

加CuOCuSO4溶液

2CuSO4+

2H2O2Cu+O2

↑+2H2SO4電解24/40

電解質(zhì)溶液用惰性電極電解示例：電解類型舉例電極反應(yīng)溶液PH改變?nèi)芤簭?fù)原方法物質(zhì)類別實例僅溶劑水電解

僅溶質(zhì)電解

溶質(zhì)和溶劑都電解

含氧酸H2SO4強堿NaOH活潑金屬含氧酸鹽Na2SO4無氧酸HCl陰極:4H++4e-=2H2↑陽極:4OH-－4e-=O2↑+2H2O減小增大不變H2O陽極:2Cl-－2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=

H2↑增大HCl不活潑金屬無氧酸鹽CuCl2陽極:2Cl-－

2e-=Cl2↑陰極:Cu2++2e-=

Cu增大CuCl2活潑金屬無氧酸鹽NaCl陽極:2Cl-－2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=

H2↑增大HCl不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4陽極:4OH-－4e-=O2↑+2H2O陰極:2Cu2++4e-=

2Cu減小CuO放氫生堿放氧生酸25/40鞏固練習(xí)1、電極反應(yīng)方程式及電解總反應(yīng)方程式書寫(惰性電極，溶液)：H2SO4 HCl NaOHK2SO4 CuCl2 CuSO4NaCl KMnO42、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl混合溶液時，陰極析出物質(zhì)是_____；陽極產(chǎn)物是_____。3、兩極都用銀片作電極電解AgNO3溶液時，陽極產(chǎn)物是____；陰極產(chǎn)物是____。26/40練習(xí)4、試寫出以下裝置中所發(fā)生電極反應(yīng)方程式。石墨石墨粗銅純銅純銅鐵CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A)(B)(C)27/40二、電解原理應(yīng)用1、氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣工業(yè)）陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑陰極：2H++2e-==H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑食鹽水中存在離子：Na+、Cl-、H+、OH-離子放電次序：陽離子H+

＞Na+

陰離子Cl-

＞OH-電極反應(yīng)：H+Na+Cl-OH-陰極陽極

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)28/40－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少許NaOH）離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室29/40泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+

Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略過量BaCl2溶液除SO42-略過量Na2CO3溶液除Ca2+.

Ba2+

略過量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

適量HCl溶液調(diào)整PH除CO32-、OH-30/40含氯漂白劑有機合成、造紙玻璃、肥皂紡織、印染有機合成氯化物合成農(nóng)藥金屬冶煉有機合成HCl鹽酸電解飽和食鹽水以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)化工生產(chǎn)H2NaOH濕氯氣濕氫氣液堿Cl231/40二、電解原理應(yīng)用2、電鍍（在一些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金方法）電鍍銅原理銅片待鍍件硫酸銅溶液陽極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子電解質(zhì)陽極：鍍層金屬（純銅板）陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬電解質(zhì)（硫酸銅溶液）電鍍銅陽極降低質(zhì)量等于陰極增加質(zhì)量。32/403、粗銅電解精煉+純銅粗銅－CuSO4溶液問:電解完后,CuSO4溶液濃度有何改變？陽極：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-

=Fe2+Ni

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

ZnFeNiCuAgAu陰極:Cu2++2e-=Cu陽極泥33/40電解精煉銅34/40電解精煉銅原理：①粗銅溶解與純銅生成：陽極（粗銅）：Cu－2e-=Cu2+陰極（純銅）：Cu2++2e-=Cu②比銅活潑金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；③比銅不活潑金屬：Au、Pt不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽極泥；④電解質(zhì)溶液中CuSO4濃度減小。陽極降低質(zhì)量不等