《電解》第4課時(shí)(魯科版選修4)

1、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解電解 （第（第4課時(shí)）課時(shí)） 電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用 二、電解二、電解原理原理的應(yīng)用的應(yīng)用1 1、電解熔融的氯化鈉電解熔融的氯化鈉 陽極：陽極：2 2ClCl- -2e-2e- - = Cl= Cl2 2 陰極陰極: : 2 2NaNa+ +2e+2e- - = 2Na= 2Na總反應(yīng)式總反應(yīng)式: : 2 2NaClNaCl = 2Na +2Na + Cl Cl2 22 2、電解氯化鈉的水溶液、電解氯化鈉的水溶液陽極：陽極：2 2ClCl- -2e-2e- - = Cl= Cl2 2陰極陰極：2 2H H+ +2e+2e- - = H= H2 2總反

2、應(yīng)式總反應(yīng)式: : 2 2NaClNaCl + + 2 2H H2 2O =O = 2NaOH +H2NaOH +H2 2 + Cl + Cl2 2 通電通電 通電通電(3).(3).銅的電解精煉銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn)不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)大大降低電線的粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn)不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)大大降低電線的導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅粗銅 含雜質(zhì)含雜質(zhì)(Zn

3、 Fe Ni Ag Au 等等)陽極：陽極： Zn - 2e- Zn2+Fe - 2e- Fe2+Ni - 2e- Ni2+Cu - 2e- Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陰極陰極 Cu2+ + 2e- Cu陽極泥陽極泥問：電解完后，問：電解完后，CuSOCuSO4 4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？粗銅粗銅純銅純銅3. 3. 電電鍍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，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。金的過程，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。電鍍可以使金屬更電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐

4、能力加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的。例如，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。防止鋼鐵金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。銅、鉻、鎳等。鐵鐵片片銅銅片片硫酸銅溶液硫酸銅溶液電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。問：電解完后，問：電解完后，CuSOCuSO4 4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何

5、變化？電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池定義定義形成形成條件條件電極電極名稱名稱電極電極反應(yīng)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。的裝置。應(yīng)用電解原理在某些應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。它金屬的裝置。兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插入電解質(zhì)溶液電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路鍍層金屬接電源正極鍍層金屬接電源正極 待鍍金屬接電源負(fù)極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金電鍍液須含有鍍層金屬的離子屬的離子陽極：電源正極相連陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陰極：

6、電源負(fù)極相連陽極：鍍層金屬；陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件陽極：氧化反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極不純金屬接電源正極 純的金屬接電源負(fù)極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須含有待電解質(zhì)溶液須含有待提純金屬的離子提純金屬的離子陽極：不純金屬；陽極：不純金屬；陰極：純金屬陰極：純金屬陽極：氧化反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：陽極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al4.冶煉鋁冶煉

7、鋁通電通電總式：總式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理:助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽極材料陽極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用不用AlCl3?冶煉鋁設(shè)備圖冶煉鋁設(shè)備圖陽極陽極C電解質(zhì)電解質(zhì)煙罩煙罩熔融熔融態(tài)鋁態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導(dǎo)電棒鋼導(dǎo)電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料一、電解原理一、電解原理 電解質(zhì)通電前在水溶液中自由移動(dòng)的陰、電解質(zhì)通電前在水溶液中自由移動(dòng)的陰、陽離子作陽離子作_運(yùn)動(dòng)；在外電源的運(yùn)動(dòng)；在外電源的作用下（

8、作用下（直流電直流電)，改作，改作_移動(dòng)而導(dǎo)移動(dòng)而導(dǎo)電。在導(dǎo)電的同時(shí)，在陽、陰兩極發(fā)生氧化電。在導(dǎo)電的同時(shí)，在陽、陰兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即被電解，電離是還原反應(yīng)，即被電解，電離是_的的前提。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程，就是電解質(zhì)溶前提。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。液的電解過程。 自由自由定向定向電解電解1.1.將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池電解池。2.2.使電流通過電解質(zhì)溶液使電流通過電解質(zhì)溶液( (或熔化的電解質(zhì)或熔化的電解質(zhì)) )，而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫電解電解。3.3.電極的名稱和性質(zhì)電極的

9、名稱和性質(zhì) 陽陽極極 發(fā)生發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)與電源與電源正正極相連極相連 陰陰極極 發(fā)生發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng)與電源與電源負(fù)負(fù)極相連極相連4.4.電子的流向和電流的流向電子的流向和電流的流向電子電子的流向：的流向： 電源負(fù)極電源負(fù)極電解池陰極電解池陰極電解池陽極電解池陽極電源正極電源正極電流電流的流向與電子的流向的流向與電子的流向相反相反。1. a 、b哪一極為正極？哪一極為正極？2. 若要給鐵叉鍍鋅，若要給鐵叉鍍鋅， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？3. 若要給鐵叉鍍金，若要給鐵叉鍍金， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？思考思考

10、:e-原電池原電池電解池電解池正極正極 負(fù)極負(fù)極電極名稱電極名稱陽極陽極 陰極陰極電極確定電極確定由電極材料決定由電極材料決定,較較活潑的是負(fù)極活潑的是負(fù)極,較不較不活潑的是正極活潑的是正極接電源正極為陽極接電源正極為陽極,接電源負(fù)極為陰極接電源負(fù)極為陰極電子流向電子流向負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流入正極入正極由電源負(fù)極流入陰極由電源負(fù)極流入陰極,再由陽極流回正極再由陽極流回正極電極反應(yīng)電極反應(yīng)性性 質(zhì)質(zhì)負(fù)極負(fù)極-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極正極-還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽極陽極-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陰極陰極-還原反應(yīng)還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)變能量轉(zhuǎn)變化學(xué)能轉(zhuǎn)成電能化學(xué)能轉(zhuǎn)成電能電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能裝置特點(diǎn)裝置特點(diǎn)無外接電源無外接電源有外接直流電源有外接直流電源有外接直流電源有外接直流電源相似之處相似之處均能發(fā)生氧化還原反應(yīng)均能發(fā)生氧化還原反應(yīng),且同一裝置中兩個(gè)電極且同一裝置中兩個(gè)電極上的電子得失總數(shù)相等上的電子得失總數(shù)相等鞏固應(yīng)用鞏固應(yīng)用 銀鋅電