電解池(第二課時(shí)).ppt

1、（第二課時(shí)）,電解池,K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+) Cu2+Hg2+Ag+,S2- I - Br- Cl- OH - 含氧酸根離子 F-,思考： 下面的水溶液使用石墨電極進(jìn)行電解： 硫酸、氫氧化鈉、硫酸鈉、氯化銅、氯化氫、 硝酸銀、氯化鈉 預(yù)測(cè)每一種溶液在陰極和陽(yáng)極上的生成物 寫(xiě)出兩電極反應(yīng)式和電解方程式,放電順序：,當(dāng)陽(yáng)極為金屬電極(除鉑、金外)時(shí)，金屬電極優(yōu)先放電。,分析電解反應(yīng)的一般思路（惰性電極）,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽(yáng)極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物,陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子,陰極： 4H+ + 4e- = 2H2,陽(yáng)極： 4OH-

2、 - 4e- = 2H2O + O2,H+ 離子移向陰極， SO42-、OH- 離子移向陽(yáng)極,電解稀H2SO4溶液,（陰）,（陽(yáng)）,電解Na2SO4溶液和NaOH溶液,陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,陰極: 4H + 4e- 2H2 ,思考： 稀H2SO4、稀NaOH溶液和稀Na2SO4溶液的 電解能稱作“水的電解”嗎？,陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2 陰極：Cu2+2e- Cu,電解CuCl2,陽(yáng)極：2Cl- 2e-Cl2 陰極：2H+2e- H2,電解HCl,電解NaCl溶液,陽(yáng)極: 2Cl- 2e- Cl 2,陰極: 2H + 2e- H2 ,電解AgNO3溶液,4、電解的反

3、應(yīng)規(guī)律（用惰性電極）,（陰）,（陽(yáng)）,電解水：如電解稀H2SO4、稀NaOH溶液、Na2SO4溶液,反應(yīng)：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽的離子不放電，水耗離子濃度添,4、電解的反應(yīng)規(guī)律（用惰性電極）,（陰）,（陽(yáng)）,電解電解質(zhì)：如電解CuCl2溶液、鹽酸,反應(yīng)：無(wú)氧酸、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的離子都放電，離子濃度急速降,（陰）,（陽(yáng)）,4、電解的反應(yīng)規(guī)律（用惰性電極）,（陰）,（陽(yáng)）,電解電解質(zhì)和水：如電解AgNO3溶液、NaCl溶液,反應(yīng)：金屬離子單放電，產(chǎn)物必得金、氧、酸,（陰）,（陽(yáng)）,反應(yīng)：酸根離子單放電，產(chǎn)物必得堿、氫、鹵,不活潑金屬的含氧酸鹽,活潑金屬的無(wú)氧酸鹽,小結(jié)： 電極產(chǎn)物：

4、 陽(yáng)極出氧、鹵，陰極得氫、金 電解的反應(yīng)規(guī)律 鹽的離子不放電，水耗離子濃度添 鹽的離子都放電，離子濃度急速降 金屬離子單放電，產(chǎn)物必得金、氧、酸 酸根離子單放電，產(chǎn)物必得堿、氫、鹵,（第三課時(shí)）,電解池,思考:,用硫酸銅溶液做電解質(zhì),用含有鋅、金、銀等金屬雜 質(zhì)的粗銅板與電源正極連接做陽(yáng)極，用純的銅薄片和電源 負(fù)極連接做陰極，進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)，純的銅薄片在電極上 “長(zhǎng)大”，得到純度很大的精銅板，相反粗銅板“瘦身”變小。 這是為什么？能分析發(fā)生的變化嗎？,陽(yáng)極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+ 陰極（純銅）：Cu2+ 2e- = Cu,銅的電解精煉,思考：在電解精煉含有鋅、金、銀等金屬雜質(zhì)的粗銅

5、時(shí)，為什么銀和金沉積在陽(yáng)極泥中，而鋅卻留在電解質(zhì)溶液中？電解液(硫酸銅溶液)的濃度是否會(huì)變化？,陽(yáng)極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+ 陰極（純銅）：Cu2+ 2e- = Cu 電解液：硫酸銅溶液（含硫酸）,鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它們易被腐蝕。有沒(méi)有辦法可以防止鋼鐵發(fā)生腐蝕呢? 最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。,電鍍銅,陽(yáng)極：鍍層金屬 陰極：待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的溶液,電鍍池（電解池一種特殊形式）,：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀 和表面硬度。,（1）概念,Mn+ + ne- = M,M ne- = Mn+,：應(yīng)用電解原理

6、在某些金屬表面鍍上 一薄層其它金屬或合金的過(guò)程。,（2）目的,（3）裝置,（4）特點(diǎn), 電解質(zhì)溶液濃度不變, 陽(yáng)極金屬本身參加了電極反應(yīng),通電后 陽(yáng)極（銅片）： Cu - 2e-= Cu2+ 陰極（被鍍金屬）：Cu2+ + 2e- = Cu,通電前 CuSO4 = Cu2+ + SO42-,思考： 鍍件（待鍍的鐵器件）、鍍層金屬（銅）分別和直流 電源的哪一個(gè)電極相連？電鍍液主要的成分是什么物質(zhì)？ 電鍍時(shí)發(fā)生什么電極反應(yīng)？,討論：用金屬鋅作陽(yáng)極，鐵作陰極，氯化鋅溶液作電解質(zhì)溶液，能否在鐵的表面鍍上一層鋅？,電鍍工業(yè)污染簡(jiǎn)介,重金屬污染,水中的重金屬污染物主要包括 ：主要包括 汞（Hg）、鎘（Cd

7、）、鉛（Pb）和鉻（Cr）等；,危害：,水中的重金屬污染物可以通過(guò)水中的食物鏈被富 集，進(jìn)入人體，引起人體急性或慢性中毒；,水中的重金屬污染物通過(guò)食物鏈被富集，濃度逐級(jí)加大,某些污染物可以被微生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化 合物。,重要事件：日本的水俁病和痛痛病事件 。,電鍍工業(yè)污染簡(jiǎn)介,重金屬污染,水中的重金屬污染物主要包括 ：主要包括 汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）和鉻（Cr）等；,危害：,水中的重金屬污染物可以通過(guò)水中的食物鏈被富 集，進(jìn)入人體，引起人體急性或慢性中毒；,水俁病事件 19531956年日本熊本縣水俁市，因?yàn)榈蕪S排放了含有汞廢渣和廢水，造成水俁灣水體受到汞和甲機(jī)汞污染，并

8、在魚(yú)貝類(lèi)體內(nèi)富集，人長(zhǎng)期食用這種魚(yú)貝會(huì)引起中毒，引起麻痹，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，痙攣中樞神經(jīng)病癥，嚴(yán)重眼睛失明，精神錯(cuò)亂。 在當(dāng)時(shí)發(fā)病人數(shù)283人，其中60人死亡。,金屬鎘與疼痛病 1931年起，日本富山縣神通川流域出現(xiàn)了一種怪病，使許多婦女自殺。由于得了骨痛病，又叫痛痛病，表明痛得厲害，用一個(gè)痛字還不足以形容。這種病一開(kāi)始是在勞動(dòng)過(guò)后腰、手、腳等關(guān)節(jié)疼痛，在洗澡和休息后則感到輕快；延續(xù)一段時(shí)間后，全身各部位都神經(jīng)痛、骨痛尤烈，進(jìn)而骨骼軟化萎縮（如圖所示），以致呼吸、咳嗽都帶來(lái)難忍之苦，因而自殺,鋅，鉛的冶煉廠排放了含鎘的廢水污染了河流，農(nóng)民用污染的水灌溉農(nóng)田，人們長(zhǎng)期食用含鎘水灌溉的稻米所以中毒,電鍍銅

9、與銅的電解精煉、電解CuCl2溶液的比較,銅被氧化成為 Cu2+，進(jìn)入溶液,銅,待鍍件,新生成的銅沉 積在鍍件上,Cu 2e- = Cu2+,Cu2+ 2e- = Cu,陽(yáng)極：6O2-12 e- =3O2 陰極：4Al3+ + 12e- =4Al,冶煉鋁,原理:,助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉） 陽(yáng)極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充,思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?,電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,思考: （1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)有什么現(xiàn)象? （2）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成? （3）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原

10、因。,在U型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽(yáng)極，一根鐵棒作陰極。接通直流電源,實(shí)驗(yàn)裝置,電解食鹽水,現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的KI 淀粉溶液變藍(lán) 陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅,陽(yáng)極：2Cl-2e- =Cl2 陰極：2H+2e- =H2 總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 (條件:通電),實(shí)驗(yàn)裝置,（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦 陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl、OH離子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。 （2）離子交換膜的作用： a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸； b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)

11、量。,氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,陽(yáng)極室,陰極室,粗鹽的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜,精制食鹽水,雜質(zhì)的除去過(guò)程：,粗鹽水,含少量Ca2+.Mg2+,精制鹽水,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,陽(yáng)極（接電源正極）,陰極（接電源負(fù)極）,陰離子向陽(yáng)極遷移 陽(yáng)離子向陰極遷移,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,負(fù)極,正極,陰離子向負(fù)極遷移 陽(yáng)離子向正極遷移,都是氧化還原反應(yīng),指出下列裝置的名稱、電極名稱，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，并表示出電子移動(dòng)方向。

12、,練習(xí), ,e-,e-,e-,e-,e-,+,陽(yáng),陰,原電池,電解池,思考:下列裝置中,哪些是原電池;哪些是電解池?,A,B,C,D,E,F,關(guān)鍵:看是否有外接電源,有則為電解池。,1.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的,練 習(xí),板,2. 根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但選擇恰當(dāng)電極材料 和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四 種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖?練習(xí):現(xiàn)有的NaCl晶體中混有少量Na2SO4和(NH4)2CO3，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去雜質(zhì),

13、并回答下列問(wèn)題:,(1)除去(NH4)2CO3用加熱好還是加強(qiáng)堿后再微熱好?你 的選擇是 。理由是,判斷(NH4)2CO3已除盡的方法是,（2）除去SO42-的具體方法是,判斷SO42-已除盡的方法是,加熱好,因(NH4)2CO3受熱完全分 解，不殘留雜質(zhì)，操作簡(jiǎn)單，試劑節(jié)省。,電化學(xué)的計(jì)算,解題基本思路:,1、寫(xiě)出電極反應(yīng)式或電解總反應(yīng)式；,2、依題意列關(guān)系式求解；,例1：用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生b L氧氣（標(biāo)況），求金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量。,例2 ： 某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成10

14、0mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求： 金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值； 電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。,Mx+ + xe- = M 0.005mol 0.01mol 0.32g,所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3,產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1,例3：在500 gCuSO4溶液中插入兩根電極。一極為鐵，一極為含雜質(zhì)鋅均勻的粗銅，通電一段時(shí)間后，切斷電源，立即將電極取出，這時(shí)鐵極上析出7.04 g銅，電解液增重0.02 g。求粗銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,設(shè)溶解的粗銅中,Cu和Zn的物質(zhì)的量

15、分別為 x 、y,64 g/mol x + 65 g/mol y 7.04 g = 0.02 g,(電子守恒),(質(zhì)量守恒),解得: x = 0.09 mol ; y = 0.02 mol,18.4%,例4: 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.,解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即產(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