電解池PPT課件

1 第三節(jié)電解池 2 一 電解池 1 定義 借助于電流引起氧化還原反應(yīng) 把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 探究實驗4 2 CuCl2溶液 陰極 陽極 與外電源正極相連的電極 陽極 與外電源負極相連的電極 陰極 3 操作步驟 1 在燒杯中注入CuCl2溶液2 連接電極 將兩根石墨棒插入溶液中3 接通直流電源 在燒杯上方放一個濕潤的淀粉KI試紙 觀察陰極和陽極的實驗現(xiàn)象并記錄 注意 1 在實驗過程中 兩電極要始終放在溶液中 且兩電極不能接觸 4 有紅色物質(zhì)析出 有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生 且可使?jié)駶櫟牡矸跭I變藍 生成Cu 生成Cl2 實驗現(xiàn)象 陰極 陽極 實驗結(jié)論 陰極 陽極 電極反應(yīng) 陰極 陽極 Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 電解可以使非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)得以發(fā)生 5 陽離子向陰極移動 陰離子向陽極移動 陰極 陽極 Cu2 2e Cu 2Cl 2e Cl2 還原反應(yīng) 氧化反應(yīng) 陽氧陰還 6 直流電源 電極 電解質(zhì) Cu2 Cl Cl 被還原 得2e 失2e 被氧化 放出Cl2 析出Cu 2 電解氯化銅原理 CuCl2 Cu2 2Cl 陰極 陽極 e e 7 思考 在CuCl2溶液中 存在Cu2 Cl H 和OH 為什么電解時是Cu2 得電子而不是H Cl 失電子而不是OH 呢 8 3 離子放電順序 1 陰極 陽離子放電 得電子 順序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 酸 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 H 水 Al3 Mg2 Na Ca2 K 2 陽極 S2 I Br Cl OH NO3 SO42 等 含氧酸根離子 F 若陽極是惰性電極 還原性強的陰離子在陽極放電 陰極材料不發(fā)生任何變化 若陽極是活性電極 鉑 碳 金之外 陽極本身失去電子被氧化 陰離子不在陽極放電 陰離子放電 失電子 順序 注 當(dāng)離子濃度相差較大時 放電順序要發(fā)生變化 9 4 構(gòu)成電解池的條件 直流電源 與電源負極相連的電極為陰極 與電源正極相連的電極為陽極 電極 電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 形成閉合的回路 CuCl2溶液 陰極 陽極 10 定義 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 組成 兩個電極 電解質(zhì)溶液 直流電源 電極 陽極 與外電源正極相連的電極 出電子 氧化反應(yīng) 陰極 與外電源負極相連的電極 進電子 還原反應(yīng) 惰性電極 C Pt Au等 不論做陰極 陽極 本身都不反應(yīng) 活潑電極 Fe Cu Ag等 做陰極本身不反應(yīng)做陽極 本身被氧化溶解 電解池 電極材料 5 小結(jié) 陽極 陰極電極材料可相同 11 電解池電極反應(yīng)規(guī)律 陽氧陰還 1 陰極 得電子 還原反應(yīng) 電極本身不參加反應(yīng) 一定是電解質(zhì)溶液中陽離子 爭 得電子 2 陽極 失電子 氧化反應(yīng) 若為金屬 除Pt Au 電極 電極也會失電子 若為惰性電極 電解質(zhì)溶液中陰離子 爭 失電子 12 5 電極反應(yīng)式 電解方程式的書寫 例 寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式 陰極 陽極 最后使得失數(shù)相等 兩極半反應(yīng)相加得總方程式 陰極 陽極 4OH 4e O2 2H2O 2Cu2 4e 2Cu OH SO42 H Cu2 H2OH OH CuSO4 Cu2 SO42 首先分析 比較出陰陽極的放電離子 然后寫電極反應(yīng)式 2Cu O2 4H 或2CuSO4 2H2O 電解化學(xué)方程式 2Cu O2 2H2SO4 2Cu2 2H2O 電解離子方程式 13 二 電解原理的應(yīng)用 1 電解飽和NaCl溶液 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 實驗現(xiàn)象 陽極 陰極 有刺激性氣味氣體生成 可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍 有無色無味氣體生成 若向陰極區(qū)滴加酚酞試液 溶液變紅 陽極 陰極 氯堿工業(yè) 14 1 生產(chǎn)設(shè)備名稱 離子交換膜電解槽陰極 碳鋼陽極 鈦陽離子交換膜 只允許陽離子通過 把電解槽隔成陰極室和陽極室 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) 而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量 氯堿工業(yè) 離子交換膜法制燒堿 15 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 陽極室 陰極室 16 2 銅的電解精煉 粗銅含雜質(zhì) ZnFeNiAgAu等 純銅 粗銅 陽極 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Cu 2e Cu2 ZnFeCuAgAu 陰極 Cu2 2e Cu 陽極泥 CuSO4溶液 陽極泥 相對不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底 形成陽極泥 17 3 電鍍 電鍍可以使金屬更加美觀耐用 增強防銹抗腐能力 電鍍 電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程 電極 陽極 鍍層金屬或惰性電極陰極 待鍍金屬制品 電鍍液 含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液 溶液中CuSO4的濃度保持不變或變小 18 4 電冶金 制取金屬鈉 電解熔融狀態(tài)的氯化鈉 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2Na 2e 2Na 總反應(yīng) 2NaCl 熔融 2Na Cl2 19 陽極 6O2 12e 3O2 陰極 4Al3 12e 4Al 冶煉鋁 原理 助熔劑 冰晶石 Na3AlF6六氟合鋁酸鈉 陽極材料 碳 和熔融氧化鋁需要定期補充 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 20 2 用石墨作電極電解CuCl2 NaCl的混合溶液時 陰極析出的物質(zhì)是 陽極產(chǎn)物是 3 兩極都用銀片作電極電解AgNO3時 陽極的產(chǎn)物是 陰極的產(chǎn)物是 達標(biāo)練習(xí) Cu Cl2 Ag Ag 1 能用電解原理說明的問題是 電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程一定是電解過程 不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng) 通過電解的原理可以實現(xiàn) 任何溶液被電解時 必須導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A B C D D 21 4 試寫出下列裝置中所發(fā)生的電極反應(yīng)式 石墨石墨粗銅純銅純銅鐵 CuSO4溶液 CuSO4溶液 CuSO4溶液 A B C 5 某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4 它們的物質(zhì)的量之比為3 1 用石墨作電極電解溶液時 根據(jù)電極產(chǎn)物 可明顯分為三個階段 下列敘述不正確的是A 陰極只析出H2B 陽極先析出Cl2 后析出O2C 電解最后階段為電解水D 溶液PH不斷增大 最后為7 D 22 5 如上圖所示 通電后A極上析出Ag 對該裝置的有關(guān)敘述正確的是A P是電源的正極B F極上發(fā)生的反應(yīng)為 4OH 4e 2H2O O2 C 電解時 甲 乙 丙三池中 除E F兩極外 其余電極均參加了反應(yīng)D 通電后 甲池的PH減小 而乙 丙兩池溶液的PH不變 B 23 6 用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液 電解一段時間以后 甲 乙兩池中溶液的pH值均減小 而在 和 兩極 電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 2的是甲乙ABCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO3HClHNO3 甲 乙 D 24 7 為下圖所示裝置中 a b都是惰性電極 通電一段時間后 b極附近溶液呈紅色 下列說法正確的是A X是正極 Y是負極B X是負極 Y是正極C CuSO4溶液的pH值逐漸減小D CuSO4溶液的pH值不變 AC 25 二 電解規(guī)律 用惰性電極電解時 電解含氧酸 強堿溶液 活潑金屬的含氧酸鹽溶液時 如電解H2SO4 HNO3 NaOH Na2SO4等溶液 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 若要恢復(fù)原來的濃度 只需加入一定量的即可 實質(zhì) 電解水 例如 電解硫酸鈉溶液 增大 水 26 電解無氧酸溶液 氫氟酸除外 不活潑金屬的無氧酸鹽溶液 如電解鹽酸 CuCl2溶液等 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 若要恢復(fù)原來的組成和濃度 需加入一定量的 通入一定量的HCl氣體 陽極 2Cl 2e Cl2 陰極 2H 2e H2 電解鹽酸 實質(zhì) 電解質(zhì)本身被電解 減小 溶質(zhì) 27 電解不活潑金屬的含氧酸鹽時 電解質(zhì)和水都有一部分被電解 如電解CuSO4溶液 AgNO3溶液等 陽極 4OH 4e 2H2O O2 陰極 2Cu2