电解原理及其应用(好)

专题1：化学反应与能量变化第二单元：化学能与电能的转化1-2-3电解池的工作原理及应用第一课时一、电解池1、电解：在直流电的作用下，在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2、电解池：将电能转化为化学能的装置知识回顾3、形成电解池的条件⑴、与电源相连的两个电极⑵、电解质溶液或熔融电解质⑶、形成闭合回路CCCuCl2溶液与电源负极相连的电极(2)、电极与电源正极相连的电极阴极：阳极：(3)、电极反应阴极：阳极：(4)、电池反应:（1）、电路：外电路内电路电子流向：电流方向：阴离子：阳离子：二、电解原理氧化反应还原反应向阳极移动向阴极移动1、工作原理P18交流与讨论2、用惰性（石墨）电极电解熔融氯化钠通电前,Na+Cl-在__________运动。通电后,Na+向__极(与电源____相连)移动，Cl-向___极(与电源____相连)移动。电子从电源负极流向_________极,电极反应为__________,发生_______反应。电子从电解池阳极流向_______极,电极反应为__________,发生_______反应。总反应为_______________________。阴无规则自由负极阳正极电解池阴2NaCl2Na+Cl2↑通电氧化还原电源正2Na++2e-==2Na2Cl-－2e-==Cl2↑用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝（Cl2)阴极：有银白色金属析出阴极阳极氯气钠熔融NaCl3、下面以石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析。思考：为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？溶液中存在什么离子？离子的走向？可能发生的反应式？演示实验阴极：___电子，发生____反应，离子_____越强，反应越容易。常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+阳极：___电子，发生____反应，离子_____越强，反应越容易。（1）当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-得还原氧化性失氧化还原性4、常见离子放电顺序（2）.当阳极为活泼电极时，电极本身失电子练习：以惰性电极电解下列溶液，请写出电极反应及电解反应(1)硫酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液(2)盐酸、氯化铜溶液(3)氯化钠溶液、氯化钾溶液(4)硫酸铜溶液、硝酸银溶液5、电解规律(用惰性电极电解时)⑴、电解水型。如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝＝O2↑+2H2↑电解电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。PH变化阳极：阴极：溶液：5、电解规律(用惰性电极电解时)⑵、电解电解质型。即本身被电解。如电解盐酸、CuCl2溶液等时电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑电解电解盐酸PH变化阴极：溶液：5、电解规律(用惰性电极电解时)⑶、电解电解质+水型。如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等——放氧生酸型。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4电解电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解CuSO4溶液PH变化阳极：溶液：5、电解规律(用惰性电极电解时)⑷、电解电解质+水型。如电解NaCl溶等——放氢生碱型。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解PH变化阴极：溶液：1.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的A练习1.以石墨为电极电解饱和食盐水阳极：2Cl--2e-==Cl2↑阴极：2H++2e-==H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑通电已知其电解反应为：⑴请根据方程式分析哪些离子在电极上发生反应。⑵在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，为什么要这么做？二、电解原理的应用.想一想：若以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？阳极：Cu–2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu阴极：得电子，发生还原反应，离子氧化性越强，反应越容易。常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+阳极：失电子，发生氧化反应，离子还原性越强，反应越容易。①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-②当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优先放电。电镀铜原理铜片待镀件硫酸铜溶液2.电镀.阳极:阳极：镀层金属.电镀液：含有镀层金属离子的电解质.阴极：待镀金属制品.Cu-2e-=Cu2+阴极:Cu2++2e-=Cu思考：电解质溶液的浓度如何变化？保持不变如何实现铜上镀锌？精铜电极粗铜（含铁银）电极电解CuSO4CuSO4的浓度是否改变？为什么？3.电解精制铜.Cu-2e-=Cu2+阳极:Fe-2e-=Fe2+阳极泥（银）阴极:Cu2++2e-=Cu略有减少4.冶炼金属.(1).电解熔融状态的氯化钠.阳极:2Cl-－2e-==Cl2↑阴极:2Na++2e-==2Na总反应式：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通电(2).冶炼铝.阳极:阴极:总反应式：6O2--12e-=3O2↑4Al3++12e-=4Al通电2Al2O34Al+3O2↑(3).冶炼镁.思考：1.为什么不电解熔融的AlCl3？2.工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？电解池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极发生还原反应的电极电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移原电池化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移相同点(从原理分析)都是氧化还原反应两池题目P17FeCu氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应、还原反应ABDCFeCu氯化钠溶液练习2.在标准状况下，用铂电极电解CuSO4溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出的气体是（）A、1.12LH2B、1.12LO2C、2.24LH2D、2.24LO2B3.在铜的精炼过程中，下列说法错误的是（）A、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化B、阴极上首先析出铜C、粗铜不断溶解D、电解溶液为硫酸铜溶液A4.在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e-===Cu和Ag++e-===Ag在电极上放电，其析出铜的的质量为1.92g，则析出银的质量为（）A、1.62gB、6.48gC、3.24gD、12.96gB5.将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比为（）A、1:2:3B、3:2:1C、6:3:1D、6:3:2D