高中化學選修4電解池課件人教版

1、.'or (2曲£七阿©$啜汕角她泅電解氯化銅現(xiàn)象描述電解氯化銅原理直流電源電極電解質(zhì)電極反應(yīng)Cl-被氧化Cl失 e被還原Cu2+得eC11CI2 = Cu2+2C1"（放出cq）陰極：Cu2+ + 2e = Cu （還原反應(yīng)）陽ft: 2Cl-2e =C12$ （氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：Cu2+ + 2C1 一里矍Cu +CH （氧化還原反應(yīng)）電解3CuCLCu +CLTifk電解原理/在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽 離子在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程» 叫電解.二5二電流是發(fā)生氧化一還原反應(yīng)的根源、 動力。陰陽離子在做定向運動導電的同時 也

2、就在兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng) 生成了新物質(zhì)；而金屬導電是由自 由電子的定向運動形成無反應(yīng)發(fā) 生無新物質(zhì)生成兩者有本質(zhì)區(qū) °定義:把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。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,陰極與外電源負極相連的電極，進電子,氧化反應(yīng)。還原反應(yīng)。5#電極材料惰性電極:I活潑電極:C. Pt、Au等,不論做陰極、陽極， 本身都不反應(yīng).Fe、Cu、Ag等,做陰極本身不反應(yīng), 做陽極本身被氧化溶解。3、構(gòu)成電解池的條件:直流電源；電極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!I電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì);形成閉合的回路7判斷下列屬于何種電池?

3、CH2SO4 CuCha）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“爭刃得電子 j住）陽極：失電子氧化反應(yīng) 若為金屬（非惰性）電極,，電極失電子 若為惰性電極,電解質(zhì)溶液中陰離子“爭”失電9分析電解反應(yīng)的一般思路:根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物10要判斷電極反應(yīng)的產(chǎn)物，必須掌握 離子的放電順序陽極：/重活性材料作電極對：全屬盛卩匸_>占/ 極夬削子菠氧化成陽離子進人嫁液，尸小、 陰或子不家易卷尅極上放赳。°用惰性削極（Pt、Au.石屋.鈦等）對：嫁液中陰喜子的放亀順序C由堆到易丿是：S 48陽>1 >Br >a >0H &g

4、t;N® >SOJ¥等含氧酸根離 子>F10陰極：無論妾Jf性削極還是活性削極都不參與勒極反 應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是嫁液中的陽喜子。禽子準.陰極上放就順序是:AgFe 吟 C/十>IT>Pb2±>S*>F0>Zn2+>(H+) >AI 叫 0>NaMX注：當離子濃度相差較大時，放電順序要發(fā) 生變化”相同時按in不同時按（少）11餐m 單hag張單ad海頸/垛j電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫: 蔬岡完成下列溶液的電極反應(yīng)。（以石墨為電極電解）硫破落液：Ill鹽酸：NaO H溶液：CuBr2溶液：KC1溶液：CuSO

5、溶液:Na2SO4 溶液：14陽極：40H- - 4e- = 2H2O + 02T陰極：4H+ + 4e- = 2H2T總反應(yīng)：2H2O 上亙2H2T + CM15陰極：2H+ + 2e =陽極：2C1 - - 2e =總反應(yīng)：2HCI旦二 h2T:=Cl2t=h2t+ ci2t15陽極：Cu - 2e* =陰極：Cu 2+ + 2eCu 2+=Cucr17陰極：2Cu 2+ + 4e陽極：40H- - 4g-=總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O=2Cu 2H2O + 02?2Cu + 2H2SO4 + 02t17r 4 壬1VS04HXOisz兇HI兇 匕IAlfe人養(yǎng)< A HO A .

6、 a.£ aa Rq *£電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例:舉例電極反應(yīng)物質(zhì)類別實例溶液PH變化溶液復原方法僅溶劑水電解含氧酸強堿H2so4NaOH僅溶質(zhì)電解和同解活潑金屬的 含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬 的無氧酸鹽活潑金屬的 無氧酸樸 不活潑金屬的 含氧酸鹽Na2SO4HC1CuCl2陽極:4OH >4e-=O2+2H: 陰極：4H+ + 4e = 2H2T陽極：2C1 -> 2e-=Cl2?陰極：2H+2e = H2T陽極：2Ck -> 2e- =Cl2t陰極：Cu2+2e = Cu陽極：2C1- -> 2e- =C12T陰極：2H+2e =H2TI極

7、:4OHCuSO4陰極z2Cu2+4e- = 2Cu減小O增大不變增大減少增大4e- =()2T+2 耳2。減小H2OHC1HC1CuCl2CuO 201 判斷A、B、C、D屬于原電池的是,屬于電解池的是一;并寫出下列裝置的電極反應(yīng)式。J<工AgNO311J1-/NaHSO4 r (C)21甲 關(guān)恥3諸蔽乙CuS04溶液丙腕耽04溶液2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RA. P是電源的正極B. F極上發(fā)生的反應(yīng)為：40H- - 4e-=2H20+02 fC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

8、溶液的PH不變3用鉗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I'h22isBCD甲KOHH2SO4Na2SO4CuSO4乙CuSO4AgNO.HCIhno3®1乙甲D23X是正極，Y是負極X是負極，Y是正極CuSO4M液的pH值逐漸減小C11SO4溶液的pH值不變ACPt23NaCl和酚駄溶液C11SO4溶液車為下圖所示裝置中，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.B.C.D.裝置原電池電解池應(yīng)用裝置原電池電解池MP 1銅鋅原電池電解氯化

9、銅原理發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而形成電流電流通過引起氧化還原反應(yīng)兩個電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、形形成條 成閉合回路、©農(nóng)農(nóng)丄氧他足斥女廢正極：流入電子負極：流出電子電源、電極（惰性或非惰性）、電 解質(zhì)（水溶液或熔融態(tài)）電極名稱由外電源決定陽極：連電源正極陰極：連電源負電子流向（外電路）負極T正極贏負極-> 陰極-> 陽極一> 電源正極電流方向（外電路）正極一負極電源正極二陽極-陰極電源負極電極反應(yīng)負極：Zn - 2e =Zn2+ （氧化反應(yīng)） 三極：2屮+ 2e- =H2T （還原原應(yīng)）陽極：2CI - 2e = CI2 f （氧化反應(yīng)） 陰極：Cu2+ 2e-

10、= Cu （還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化化學能-電能電能-化學能0/1設(shè)計電池、金屬防腐氯堿工業(yè)、電鍍、電冶、金屬精煉應(yīng)用25a.斗二廣電解原理的應(yīng)用in1電解食鹽水思考：在電解裝置中可否選用銅作陰、陽極的電極材料，為什么？ 通電后，溶液中的離子運動發(fā)生了什么變化？通電后，溶液中的在陰、陽放電的是什么離子？(電解后，在陰極區(qū)和陽極區(qū)分別得到的產(chǎn)物是什么？怎樣初 步檢驗兩極產(chǎn)物的生成？)71)通電前，飽和食鹽水中存在哪些離子?這些離子的運動情況 怎樣？(2)(3)(4)(5)陽極：濕潤的淀粉一KI試紙 陰極：酚猷試液26a.i實驗裝置現(xiàn)象L:陽極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)?潤的淀粉一KI試紙變藍:陰極：有氣泡產(chǎn)生，

11、滴加 酚豔溶液變紅陽極：2Cl-2e- =C12T陰極：2H+2e =H2T乂亠通電電解飽和食鹽水可以制造燒堿、氯氣和氫氣?？偸剑?NaCl+2H2O= =2NaOH+H2T+Cl2T氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿210(1) 生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陽極：鈦UJ陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl-、OH 離子和氣體不能通過)，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)生成，而影響 氫氧化鈉的產(chǎn)量。272淡鹽水_陽極 金屬鈦網(wǎng)ci-0H-NaOH溶液陰極碳鋼網(wǎng)陽極室精制飽和NaCI溶液離子交換膜H20極室

12、（含少量NaOH）29精制食鹽水陽離子交換塔過濾 - ” =（除泥沙及沉淀）（除co/）civf&+ （除Ca2+.Mg2+）粗鹽的成份：泥沙、Ca2+> Mg2+> Fe3+> SO42-雜質(zhì)，會與 堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜 雜質(zhì)的除去過程:過量BaCb 過量NaOH過量NazCCh粗鹽水（除SO/）（除Mg2+jV+）r （Ca2+.Ba2+） 適量鹽酸|含少量精制 鹽水2.X.一一 2 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、銀、銀、金等），這種 粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的 導電能力。

13、因此必須利用電解的方法精煉粗銅。純銅粗銅fil卜毎T/楕練銅原理粗銅 含雜質(zhì)(Zn Fe Ni Ag Au等)陽極二ZnFe Ni Cu Ag AuZm Zn2+ + 2e' 昴泥:病斤不侖潑的金 屬以單質(zhì)的形式沉積在電 解槽底，形成陽極泥陽極泥Cu2+ + 2e° > Cu陰極:問:電解完后Cuss溶液的濃度有何變化?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 Q 出柚 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 電玻 加美觀耐用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵 發(fā)生腐蝕的一種最

14、常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、常、銀等。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 或合僉的 過程,電極:陽極鍍層金屬或惰性電極陰極待鍍金屬制品硫酸銅溶液電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。溶液中C11SO4的濃度保持不變或變小314、電冶金32#制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。#陽極：2C1' 2e' = eg2Na + Cl2 f陰極：2Na+ + 2e' = 2Na 總反應(yīng)：2NaCl（熔融）:通電：:33ci2 出 nNaCl 進口Na 出 LI陰極液體 金屬鈉電解熔融氯化鈉制鈉陽極原理:冶煉鋁極極式陽陰總6O2-12 e- =30

15、2$4AI3+ + 12e; =4AI2A12O3 = 4A1+3O2 f助熔劑：冰晶石（NH3A1F6六氟合鋁酸鈉）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A1C13?冶煉鋁設(shè)備圖極C電解質(zhì)熔融態(tài)鋁鋼殼耐火材料35*LT"鋼導電棒思考交流試比較電解飽和食鹽水與電解熔融氯化鈉的異同（提示:比較電解質(zhì)、電解裝置、電極反應(yīng)、電解產(chǎn)物）1、電源、電極、電£議關(guān)系與電源正極相連陰離子移向（=>|ro« |=> I發(fā)生氧化反應(yīng)陽離子移向|=> |發(fā)生還原反應(yīng)與電源負極相連2、電解原理的應(yīng)用：氯堿工業(yè)、電鍍

16、、電冶金36電解池. 電解精煉池、電鍍池的 比校37電解池. 電解精煉池、電鍍池的 比校電解池電解精煉池電鍍池#電解池. 電解精煉池、電鍍池的 比校#電解池. 電解精煉池、電鍍池的 比校定義將電能轉(zhuǎn)變成化學能 的裝置。應(yīng)用電解原理將不純 的金屬提純的裝置。形成條件% 兩電極接直流電源 電極插人電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 不純金屬接電源正極 純的金屬接電源負極 電解質(zhì)溶液須待提純 金屬的離子 應(yīng)用電解原理在某些 金屬表面鍍上一層其 它金屬的裝置。 鍍層金屬接電源正 待鍍金屬接電源負極電鍍液須含有鍍層 屬的褚牛#電解池. 電解精煉池、電鍍池的 比校電極名稱陽極：電源正極相連 陰極：電源負極相連陽極：

17、不純金屬;陰極：純金屬陽極：鍍層金屬; 陰極：鍍件電極反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng)38哪個是原電池，哪個是電解池。H2SO4Cn.rS|l-n-I-IHH2SO4H2SO4112SO4練習r?分析下圖,皐h2so4HaSO1.下列說法或?qū)嶒灛F(xiàn)象的描述不正確的是（）。A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B. 把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵C. 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡 放出速度加快D. 與電源負極相連的是電解槽的陰極2. 100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)

18、，為加快反應(yīng) 速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（）。A.加入適量的6mol/L的鹽酸C.加入適量蒸餡水3. 用石墨作電極，電解1mol/L下列物質(zhì)的溶液，溶液的PH值保 持不變的是（）。A. HCI4. 下列關(guān)于銅電極的敘述，正確的是（）。A. 銅鋅原電池中銅是正極B. 用電解法精煉粗銅時，銅作陽極C. 在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D. 電解稀硫酸制H2、02時，銅作陽極.arjinB.加入數(shù)滴氯化銅溶液D.加入適量的氯化鈉溶液.NaOH C. Na2SO4D. NaCI40思考:l.a b哪一極為正極？a極選用什么材料？選擇何種溶液?鐵叉金屬性強弱的判斷已知M+N2+=M2+

19、NPt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽，陰極先析出MN與E有導線相連放 入E的硫酸鹽溶液，電極反應(yīng)：E2+2e=E, N-2e- =N2+,則四種金屬活潑性由強到弱為答案：P>M>N>E工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO41 電解時，應(yīng)以作陰極，電解過程中陰極附近溶液pH將會,2 陽極反應(yīng)式為3 總電解反應(yīng)式為答案:Fe 增大 MnCV-YPlVInCLr2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2T434OH-4e=2H2O+O2T廠A電解計算一電子守恒法、例一 鉗電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合 溶麻通電一段時間，兩極均產(chǎn)生M2L(S：

20、T衛(wèi) 氣體求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物陰極 Cu2+2e_ =Cu； 2H+2e_ =H2t陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：0.5X4 = 2mol,消耗4OH-2mol,即產(chǎn)生 H+2mol.陰極生成05molH2,消耗H+1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=O念成出轉(zhuǎn)移的點子:05 X2=1mol,故還有1mole用于還原Cu?？晌龀鲢~為0.5mol.45計算關(guān)系式：。22Cu4Ag4H+2比26 4OHT例二：用石墨電極電解lOOmLH2SO4CuSO4的混合 液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L （標況）氣 體，貝!1原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（a ）A.lmol/L B.2mol/L C3mol/L D.4mol/L陽極O2為0.1 mol，電子為0.4mol則H2為0.1 mol,所以Cu為0.1 mol,濃度為A1!例三l某硝酸鹽晶體化學式為M(NO3)x nH2O,式量為 242,將12匹該晶體溶于水配成lOOmL溶液，用惰性電 極進行電解。當有