高中化學(xué)《電解池的工作原理及應(yīng)用》公開課PPT多媒體課件

1、龍游中學(xué)龍游中學(xué) 王勇王勇2H+2e-=H2 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 2Cl-2e- =Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 有氣泡有氣泡滴加酚酞滴加酚酞溶液溶液紅色紅色有氣泡，有氣泡，刺激性氣味，刺激性氣味，濕潤(rùn)的碘化鉀濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)淀粉試紙變藍(lán) 電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水電2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：Cl2在工業(yè)上如何制?。吭诠I(yè)上如何制??？2Na(s)+Cl2(g) = 2NaCl(s) ; H=-822.3KJ/mol工業(yè)上是如何以工業(yè)上是如何以NaCl制取金屬鈉的？能量轉(zhuǎn)化制取金屬鈉的？能量轉(zhuǎn)化的形式是怎樣的？的形式是怎樣的？通電前

2、：熔融電解質(zhì)中的離子情況：通電前：熔融電解質(zhì)中的離子情況：電解：在直流電的作用下，在兩極上分別電解：在直流電的作用下，在兩極上分別 發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。Na+ 、Cl-做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：熔融電解質(zhì)中的離子情況：通電后：熔融電解質(zhì)中的離子情況：Na+ 、Cl-做定向移動(dòng)做定向移動(dòng)一、電解池一、電解池1、定義：、定義： 把把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置2、電解池的構(gòu)成、電解池的構(gòu)成(2)(2)與電源相連的兩個(gè)電極與電源相連的兩個(gè)電極 電源正極電源正極陽極陽極, ,電源負(fù)極電源負(fù)極陰極陰極 (4)(4) 形成閉合回路形成閉合回路活

3、動(dòng)與探究（活動(dòng)與探究（P19）陰極：陰極：陽極：陽極：現(xiàn)象？現(xiàn)象？Cu 2+2e-Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 2Cl-2e-=Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 總反應(yīng)：總反應(yīng)：CuCl2 = Cu + Cl2 通電通電有刺激性氣有刺激性氣體，能使體，能使 濕濕潤(rùn)的潤(rùn)的KI-淀淀 粉粉試紙變藍(lán)試紙變藍(lán)CuCl2= Cu2+2Cl- H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-H2O OH- + H+想一想：想一想： H+ 和和 OH-為什么沒有參與電解？為什么沒有參與電解？想一想：想一想： CuCl2溶液中除了溶液中除了Cu2、Cl-， 還有什么離子？還有什么離子？ 陰極陰極得到得到電子，發(fā)生還原

4、反應(yīng)。電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 根據(jù)氧化性強(qiáng)弱根據(jù)氧化性強(qiáng)弱 Ag+ Fe3+ Cu2+H+（酸）（酸）Fe2+ Zn2+H+（水）（水） Al3+Mg2+Na+ 陽極陽極 失去電子，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng) 根據(jù)還原性強(qiáng)弱根據(jù)還原性強(qiáng)弱 S2IBrClOH其它含氧其它含氧 酸根離子酸根離子4、電解時(shí)離子、電解時(shí)離子放電放電順序順序（MgAg）活性電極活性電極活性電極受保護(hù)，不反應(yīng)活性電極受保護(hù)，不反應(yīng)1、分別用惰性電極電解分別用惰性電極電解（1）稀硫酸（）稀硫酸（2）NaOH水溶水溶 液，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)液，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式式陰極：陰極：4H+4e- =2H2

5、 （1）陽極：）陽極： 4H2O = 4OH- + 4H+ （2）陰極：陰極：陽極：陽極：總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：2H2O = 2H2 + O2通電通電合并：合并： 2H2O - 4e- = 4H+ + O2 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 4OH- - 4e- = 2H2O + O24H+ + 4e- =2 H2 4H2O = 4OH- + 4H+ 合并：合并： 4H2O + 4e- = 4OH- +2H2用惰性電極電解用惰性電極電解Na2SO4溶液呢？寫出有關(guān)的溶液呢？寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式陰極陰極 2H2O + 2e- = 2OH- +H2陰極陰極-

6、 -Ag+Fe3+ Cu2+H+酸酸Fe2+Zn2+H+水水 Al3+Na+陽極陽極 活性電極活性電極 S2- I- Br- ClOH水水-含氧酸根含氧酸根5 5、電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)、電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 電解水型：電解水型： 含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽溶液酸鹽溶液 （如：（如：NaOH、H2SO4、Na2SO4）電解電解質(zhì)型：電解電解質(zhì)型： 無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液 （如：（如：HCl、CuCl2） 電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型 A A、放氫生堿型：、放氫生堿型： 活潑金屬的無氧酸鹽活潑金屬的

7、無氧酸鹽( (如：如：NaCl、MgBr2) B B、放氧生酸型：、放氧生酸型： 不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽( (如：如：CuSO4、AgNO3)陽極：陽極： 2H2O - 4e- = 4H+ + O2（3）惰性電極電解）惰性電極電解KCl溶液溶液2Cl- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2 陽極：陽極：陰極：陰極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Cl-+2H2O = 2OH- + H2 + Cl2 通電通電或或 2H2O + 2e- = 2OH- +H2陰極：陰極： 4Ag+ + 4e- = 4Ag（4）惰性電極電解惰性電極電解AgNO3溶液溶液4Ag+2H2O= 4Ag

8、+ O2 + 4H+通電通電總反應(yīng)：總反應(yīng)： 陽極：陽極： 2H2O - 4e- = 4H+ + O2陰極陰極- -Ag+Fe3+ Cu2+H+酸酸Fe2+Zn2+H+水水 Al3+Na+陽極陽極 活性電極活性電極 S2- I- Br- ClOH水水-含氧酸根含氧酸根想一想、做一做：想一想、做一做：若若以銅和石墨為電極以銅和石墨為電極, ,電解硫酸銅溶液，電解硫酸銅溶液，情況會(huì)如何？并寫出電極反應(yīng)式。情況會(huì)如何？并寫出電極反應(yīng)式。（2）陽極）陽極 陰極陰極Cu - 2e- = Cu2+Cu2+ + 2e- = Cu銅銅 硫酸銅溶液硫酸銅溶液石墨石墨石墨石墨 硫酸銅溶液硫酸銅溶液銅銅陽極：陽極：

9、 2H2O - 4e- = 4H+ + O2陰極：陰極： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu2Cu2+2H2O= 2Cu + O2 + 4H+通電通電 總反應(yīng)：總反應(yīng)： (1)(1)定義：應(yīng)用電解的原理在某些金屬或非金屬定義：應(yīng)用電解的原理在某些金屬或非金屬 材料表面鍍上一層其他金屬或合金的過程。材料表面鍍上一層其他金屬或合金的過程。(2)(2)目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀 和表面硬度。和表面硬度。1 1、電鍍、電鍍(3) 電鍍材料的選擇電鍍材料的選擇 陰極陰極鍍件鍍件 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 電鍍液電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液含有鍍層金屬離子

10、的溶液 濃度保持不變濃度保持不變(4)(4)電鍍特點(diǎn)：陽極本身參加電極反應(yīng)電鍍特點(diǎn)：陽極本身參加電極反應(yīng)二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用粗銅純銅2、電解精煉銅的原理示意圖、電解精煉銅的原理示意圖：Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+H+Fe2+Cu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuCu2+CuFeAgCu2+Cu2+Fe2+Cu2+Cu2+AuOH-SO42-SO42-SO42- 純銅作陰極，粗銅作陽極；純銅作陰極，粗銅作陽極； e- e-AgAg Au硫酸銅溶液作電解液硫酸銅溶液作電解液二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用2、銅的電解精煉、銅的電解精煉粗銅所含的雜質(zhì)

11、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+純銅純銅粗銅粗銅CuSO4溶液溶液粗銅的精煉粗銅的精煉以粗銅為陽極，以純銅為以粗銅為陽極，以純銅為陰極，陰極， 以以CuSO4溶液為電溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解解質(zhì)溶液進(jìn)行電解陽極：陽極： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 陰極：陰極： Cu2+ +2eCuu長(zhǎng)時(shí)間電解后必須補(bǔ)充電解液長(zhǎng)時(shí)間電解后必須補(bǔ)充電解液工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。 3 3、氯堿工業(yè)、氯堿工業(yè)想一想：在左面的電解想一想：在左面的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中，飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中，電解產(chǎn)物

12、之間可能發(fā)生電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)哪些化學(xué)反應(yīng) ？生成生成NaClO ，使使NaOH不純不純H2和和Cl2混合遇火發(fā)生爆炸混合遇火發(fā)生爆炸 通電2NaCl+2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 陽離子交換膜法陽離子交換膜法 陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜陽離子交換膜4、 活潑金屬的制備活潑金屬的制備特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解的方法制取特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解的方法制取陽極：陽極： 6O6O2-2-12e12e- -= 3O= 3O2 2陰極：陰極：4Al4Al3+3+ 12e+ 12e=4Al=4Al總方程式：總方程式：2Al2A

13、l2 2O O3 3 = 4Al + 3O = 4Al + 3O2 2通電通電熔融熔融思考：思考：1.1.為什么不電解熔融的為什么不電解熔融的AlClAlCl3 3 ？石墨石墨AlAl熔融的熔融的ALAL2 2O O3 32.工業(yè)上制金屬鎂是電解氧化鎂還是工業(yè)上制金屬鎂是電解氧化鎂還是電解熔融的氯化鎂？電解熔融的氯化鎂？陰極陰極 2H2O + 2e- = 2OH- +H2陰極陰極- -Ag+Fe3+ Cu2+H+酸酸Fe2+Zn2+H+水水 Al3+Na+陽極陽極 活性電極活性電極 S2- I- Br- ClOH水水-含氧酸根含氧酸根核心知識(shí)：電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)核心知識(shí)：電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 電解水型：電解水型： 含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽溶液酸鹽溶液 （如：（如：NaOH、H2SO4、Na2SO4）電解電解質(zhì)型：電解電解質(zhì)型： 無氧酸、