电解池上课ppt

人教版选修4氢气氧气电解电解水：2H2O2H2＋O2+—第三节电解池GCCH2O问题：如果把两根石墨棒作电极插入H2O中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。1、电解池的工作原理2、构成电解池的条件学习目标3、通过实验探究溶液中阴、阳离子的放电顺序电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：实验结果交流实验记录实验现象产物验证产物确定与电源负极相连与电源正极相连有气泡逸出有红色固体析出氯气铜不能使带火星木条复燃使淀粉碘化钾试纸变蓝—————氧气？氢气？——阴极——阳极一、电解原理：③电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反应）Cu2+＋2e－=Cu（还原反应）总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑电解①通电前：CuCl2=Cu2++2Cl－，H2O、Cu2+、Cl－为自由移动的离子；H++OH－H+、OH－②通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl－移向阳极失去电子；H+、OH－、阳极：阴极：电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。构成电解池的条件：①直流电源；与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极②阴、阳电极③电解质溶液电解池：电能转变为化学能的装置。CC比较原电池、电解池的异同点。原电池电解池定义形成条件电极名称电极反应化学能转变成电能的装置。自发的氧化还原反应将电能转变成化学能的装置。非自发的氧化还原反应①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③形成闭合回路负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸ABCD例题1.下列装置中属于原电池的是（）属于电解池的是（）BCD怎样区分原电池、电解池？原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；练习分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。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？思考：放电顺序：阴极：阳离子放电得电子能力强（氧化性强的）离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。阳极：阴离子放电或阳极本身放电失电子能力强（还原性强）的离子先失电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+…Na+Ca2+K+（与离子得失电子的难易程度有关）金属（除Pt、Au）S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸F－金属阳极先放电，离子后放电分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物明确阳极材料是金属还是非金属阴阳两极附近有哪些离子[例]以石墨碳棒为电极，请写出电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。CuSO4溶液:想一想、做一做阳极：4OH--4e-＝2H2O+O2↑或(4H2O4H++4OH-)阴极：2Cu2++4e-＝2Cu电解总反应式：2Cu2++2H2O＝Cu+O2↑+4H+想一想，H+应该在哪一极生成？1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式）写电极反应【方法小结】阴极阳极氯气铜实例电极反应浓度复原CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=2Cu减小CuCl2CuCl2溶液CuCl2Cu+Cl2↑电解二、电解规律(用惰性电极电解时)阳极阴极O2H2实例电极反应浓度pH复原Na2SO4实例电极反应浓度复原Na2SO4阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:4H++4e-=2H2↑变大不变加H2ONa2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑电解阳极阴极氯气氢气实例电极反应浓度pH复原NaCl阳极:2Cl-—2e-==Cl2↑阴极:2H++2e-==H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大加HClNaCl溶液实例电极反应浓度pH复原CuSO4阳极阴极氧气铜阳极:4OH-—4e-=2H2O+O2↑阴极：Cu2++2e-=Cu减小减小加CuOCuSO4溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解类型举例电极反应溶液pH变化溶液复原方法物质类别实例仅溶剂水电解仅溶质电解溶质和溶剂同时电解含氧酸H2SO4强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐Na2SO4无氧酸HCl阳极：4OH--4e-=O2+2H2O阴极：4H++4e-=2H2↑减小增大不变H2O阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑增大HCl不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=Cu增大CuCl2活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑增大HCl不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e-=2Cu减小CuOH？×CuO（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液pH的变化。巩固练习2.如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变B3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在①和④两极，电极产物的物质的量之比为1︰2的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO34.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小D．CuSO4溶液的PH值不变a•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC5.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB阴极：氧化性强的阳离子先得电子金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。阳极：还原性强的阴离子先失电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（先于H+放电）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+浓度大时先于H+放电H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中H+先放电金属（除Pt、Au）S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸F－4、放电顺序：金属阳极先放电，离子后放电选修四第三章第三节电解池（第三课时）（2）对该装置的有关叙述正确的是A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变B巩固练习1．如图所示：通电后A极上析出Ag(1)判断电源以及甲、乙、丙三池中的电极名称，并分别书写电极反应式二、电解原理的应用电解饱和食盐水反应原理思考:（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源实验装置1.电解食盐水现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑(条件:通电)实验装置(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室提示：第二个问题：精制食盐水由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—1、用什么方法除去泥沙？粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水杂质的除去过程：粗盐水含少量Ca2+.Mg2+精制盐水)SO(BaCl242除过量)(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔)Fe.Mg(NaOH32除过量泥沙、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-沉降除泥沙略过量BaCl2溶液除SO42-略过量Na2CO3溶液除Ca2+.Ba2+略过量NaOH溶液除Fe3+,Mg2+适量HCl溶液调节PH除CO32-、OH-2.铜的电解精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜含杂质(ZnFeNiAgAu等)纯铜粗铜阳极：Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-Ni→Ni2+＋2e-Cu→Cu2+＋2e-ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-→Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液银的电解精炼粗银含杂质(ZnFeNiCuAu等)纯银粗银阳极：Zn－2e-→Zn2+Fe－2e-→Fe2+Ni－2e-→Ni2+Cu－2e-→Cu2+Ag－2e-→Ag+ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-→Cu阳极泥问：电解完后，AgNO3溶液的浓度有何变化？AgNO3溶液3.电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，铁片铜片硫酸铜溶液①电极：阳极——镀层金属或惰性电极阴极——待镀金属制品②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小4、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑阴极：2Na++2e-==2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通电结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，是最强有力的氧化还原的手段。阳极：6O2--12e-=3O2↑阴极：4Al3++12e-=4Al冶炼铝通电总式：2Al2O34Al+3O2↑原理:助熔剂：冰晶石（Na3AlF6六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充冶炼铝设备图阳极C电解质烟罩熔