高二化學電解

高二化學電解第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四1、原電池：將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。復習：ZnCCuSO4溶液負極(Zn)：Zn－2e－＝Zn2+正極(C)：Cu2++2e－＝Cu(氧化反應)e－e－(還原反應)想一想：構成原電池的條件是什么?第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四3、原電池電極的判斷負極：較活潑金屬，電子流出，發(fā)生氧化反應正極：較不活潑金屬或非金屬，電子流入，發(fā)生還原反應2、構成原電池的條件：⑴、具有不同的電極，較活潑的金屬作負極，較不活潑的金屬或非金屬作正極。⑵、具有電解質溶液⑶、形成閉合回路第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

Ⅰ

Ⅱ第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)象：與電源正極相連的電極上有氣泡析出，與電源負極相連的電極上有紅色物質析出CCCuCl2溶液第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解氯化銅溶液微觀模擬第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四CCCuCl2溶液結論：氯化銅溶液通電后發(fā)生了化學變化，而電流的作用是這種化學變化的根本原因。

第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四第四單元電解原理及應用第一節(jié)電解原理一、電解原理1、電解：使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。2、電解池：電能轉化為化學能的裝置第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四3、形成電解池的條件e－e－CCCuCl2溶液⑴與電源相連的兩個電極⑵、電解質溶液或熔化的電解質⑶、形成閉合回路4、電極的判斷陰極：與電源負極相連，電子流入，發(fā)生還原反應陽極:與電源正極相連，電子流出，發(fā)生氧化反應陰極陽極第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解池能量轉換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應的電極

發(fā)生還原反應的電極

電能轉化為化學能陽極（接電源正極）陰極（接電源負極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學能轉化為電能負極正極陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移相同點(從原理分析)都是氧化還原反應5.原電池與電解池的比較:第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(1)寫出以碳棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應式陰極：Cu2++2e－＝Cu6、電極反應的書寫：陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑總反應：CuCl2

＝＝Cu+Cl2↑電解CC第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)寫出以碳棒作電極電解氯化鈉溶液的電極反應式及總反應陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四7、電解時離子放電順序①陰極:陽離子放電，得電子能力強先放電Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+②陽極:陰離子放電，失電子能力強先放電S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子A.若陽極是金屬(金屬活動順序表Ag以前)，溶液中的陰離子一律不放電，而是電極材料失電子。B.若陽極是惰性(Pt、Au、石墨)，則放電順序如下：第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑴電極材料8.影響離子放電順序的因素⑵離子本身的氧化性﹑還原性第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四寫出電極反應式

Cu（Ⅱ

）

。

Cu（1）

。2H＋＋2e-＝

H2↑Cu-2e-＝Cu2+Cu＋H2SO4CuSO4＋H2電解⑴電極材料直流電源

Cu（Ⅰ）

Cu（Ⅱ）稀硫酸溶液負極正極若陽極是金屬(金屬活動順序表Ag以前)，溶液中的陰離子一律不放電，而是電極材料失電子。第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)離子濃度相同或相近時,由離子本身的氧化性﹑還原性確定.如:用惰性電極電解0.1mol/LAgNO3與0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液又如:用惰性電極電解Ag先析出,Cu后析出.0.1mol/LFeCl3和0.1mol/LCuCl2混合溶液,陰極初始反應為:Fe3++e-=Fe2+,開始并沒有Cu析出第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應（）（2）電解質溶液導電過程就是電解過程(）1、判斷（1）電解、電離均需要通電才能實現(xiàn)（）√××鞏固提高：第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四二、電解規(guī)律的討論：(用惰性電極電解時)C或PtC或Pt第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四以石墨為電極，電解下列物質：鹽酸、CuCl2溶液3.Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液2.AgNO3溶液、CuSO4溶液4.NaCl溶液NaBr溶液思考第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑴、電解含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時，實質上是電解水。如電解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液時其電極反應式為：陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑總反應：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解電解后溶液中溶質的質量分數(shù)增大，若要恢復原來的濃度，只需加入一定量的水即可。第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑵、電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，實質上是電解質本身被電解。如電解鹽酸、CuCl2溶液等時電解后溶液中溶質的質量分數(shù)減小，若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(通入一定量的HCl氣體)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑電解電解鹽酸第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑶、電解不活潑金屬的含氧酸鹽時，電解質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++4e－＝2Cu總反應：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

電解電解后原溶液中溶質的質量分數(shù)減小，若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液:第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑷、電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時，電解質和水都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。電解后原溶液中溶質的質量分數(shù)減小，若要恢復原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑總反應：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四三.其他問題的討論：

1.電解后溶液中溶質的濃度變化

2.如何恢復原來的濃度

3.電解后溶液PH值的變化

第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解物質電極反應電解對象濃度變化PH變化電解質復原所加物質Na2SO4(ag)HCl(ag)CuCl2(ag)NaCl(ag)KBr(ag)CuSO4(ag)AgNO3(ag)用惰性電極電解下列溶液陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:Cu2++2e-=Cu陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Br--2e-=Br2陰極:2H++2e-=H2↑陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:Cu2++2e-=Cu陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:Ag++e-=AgH2OHClCuCl2NaCl﹑H2OKCl﹑H2OCuSO4﹑H2OAgNO3﹑H2O增大減小減小減小減小減小減小不變增大增大增大減小減小H2OHClCuCl2HCl稍小CuOAg2OH2SO4(ag)NaOH(ag)陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑H2O增大減小H2O陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑H2O增大增大H2O第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四四、電解原理的應用1、銅的電解精煉⑴、粗銅所含的雜質Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅－CuSO4溶液⑵、粗銅的精煉以粗銅為陽極，以純銅為陰極，以CuSO4溶液為電解液進行電解陽極：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

陰極：

Cu2++2e－＝Cu第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四2、電鍍⑴、概念：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。⑵、電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①、鍍件作陰極②、鍍層金屬作陽極③、含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動，

向陽極移動。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動，因此陰極

濃度增大，PH

。陰極方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+三、電解原理的應用3、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四總化學方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍色.陰極:產(chǎn)生無色、無味氣體第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為:

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應,使產(chǎn)品不純,反應方程式:

.第一個問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（1）生產(chǎn)設備名稱：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(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；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應生成，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第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四提示：第二個問題：精制食鹽水由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+

、Mg2+、

Fe3+、SO42—等雜質，會在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去Ca2+

、Mg2+、Fe3+

、SO42—1、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四泥沙、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-沉降除泥沙略過量BaCl2

溶液除SO42-略過量Na2CO3

溶液除Ca2+.

Ba2+

略過量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

適量HCl溶液調節(jié)PH除CO32-、OH-第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四4、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強有力的氧化還原的手段。第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四4、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽極：6O2-

－12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e-==4Al總反應：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石助熔劑：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?第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律

若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看”先看電極：兩極為導體且活潑性不同再看溶液：兩極插入電解質溶液中后看回路：形成閉合回路或兩極接觸

若有外接電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當陽極金屬與電解質溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四練習1、分析下圖，哪個是原電池，哪個是電解池。第39頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCuPtPtAgFe第40頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四2、下列說法或實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（）