電解原理的應(yīng)用-公開課

電解原理的應(yīng)用2021/5/91H2SO4溶液CuCl2溶液Cu(a)(b)(c)(d)溫故知新應(yīng)用原電池、電解池的相關(guān)知識(shí)，分析討論右圖裝置討論1：左邊燒杯為________裝置，右邊燒杯為______裝置討論2：請(qǐng)寫出a、b、c、d對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式（注明電極名稱）討論3：標(biāo)出電子的流動(dòng)方向原電池電解池—+陽(yáng)陰a（負(fù)極）：Zn-2e–=Zn2+b（正極）：2H+

+2e–=H2↑d（陰極）：Cu2++2e–=Cuc（陽(yáng)極）：2Cl–-2e–=Cl2↑e–c→be–e–a→d2021/5/92一、電解池原理1.定義：(1)兩個(gè)電極（活性或惰性）(2)電解質(zhì)溶液(3)直流電源（4）形成閉合回路

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池，它是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。2.構(gòu)成條件3.電極名稱：與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽(yáng)極2021/5/93探究與實(shí)踐

結(jié)合原電池或電解池的工作原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使圖中的鐵棒上析出銅，而鐵的質(zhì)量不變。（作圖并說(shuō)明原理）

ZnFe

CuSO4溶液CFe

CuSO4溶液—+陽(yáng)陰原電池原理電解原理CuSO4溶液Fe2021/5/94電解原理的應(yīng)用應(yīng)用一

電解冶煉某些活潑金屬電解某些活潑金屬的熔融鹽，制取活潑金屬單質(zhì)（如Na、Mg、Al等）2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石Na：Mg：Al：2021/5/95電解原理的應(yīng)用寫出對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)陽(yáng)極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

飽和食鹽水CFe

應(yīng)用二

電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)）2021/5/96陽(yáng)離子交換膜電解槽Na+

2021/5/97探究與實(shí)踐

飽和NaCl溶液石墨棒

下圖是一個(gè)簡(jiǎn)易家庭用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器，請(qǐng)根據(jù)電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理，畫出外加電源與導(dǎo)線(標(biāo)出電源的正、負(fù)極)，簡(jiǎn)單分析發(fā)生器的工作原理

—+ab陽(yáng)陰陽(yáng)極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2O2021/5/98探究與實(shí)踐

下圖是一個(gè)簡(jiǎn)易家庭用次氯酸鈉消毒液發(fā)生器，請(qǐng)根據(jù)電解飽和食鹽水的反應(yīng)原理，畫出外加電源與導(dǎo)線(標(biāo)出電源的正、負(fù)極)，簡(jiǎn)單分析發(fā)生器的工作原理

—+ab陽(yáng)陰陽(yáng)極：2Cl—-2e—=Cl2↑陰極：2H++2e—=H2↑總反應(yīng)：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2ONaOHCl22021/5/99Fe拓展與延伸

電解法制備Fe(OH)2

由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。

（1）a極材料為

，電極反應(yīng)式為_____________Fe－2e=Fe2+石墨Fe已知兩極材料分別為石墨和鐵：2021/5/910拓展與延伸

電解法制備Fe(OH)2

由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。已知兩極材料分別為石墨和鐵：（1）a極材料為

，電極反應(yīng)式為_____________Fe石墨（2）如果實(shí)驗(yàn)后看到有白色沉淀生成，則電解液c可以是______A．純水B．NaCl溶液

C．NaOH溶液D．CuCl2溶液Fe－2e=Fe2+Fe√√2021/5/911拓展與延伸

電解法制備Fe(OH)2

由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。已知兩極材料分別為石墨和鐵：（1）a極材料為

，電極反應(yīng)式為_____________隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化

排凈溶液中溶解的氧氣，防止生成的Fe(OH)2在溶液中被氧化Fe石墨（2）如果實(shí)驗(yàn)后看到有白色沉淀生成，則電解液c可以是______A．純水B．NaCl溶液C．NaOH溶液D．CuCl2溶液（3）苯或汽油（3）液體d可為

，其作用是

，在加d之前對(duì)c溶液進(jìn)行加熱煮沸處理，目的是Fe－2e=Fe2+Fe√√2021/5/912拓展與延伸

電解法制備Fe(OH)2

由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。已知兩極材料分別為石墨和鐵：（4）若c改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源繼續(xù)電解，除了電極上看到的氣泡外，另一明顯的現(xiàn)象為：______（1）a極材料為

，電極反應(yīng)式為_____________Fe石墨（3）液體d可為

，其作用是

，在加d之前對(duì)c

溶液進(jìn)行加熱煮沸處理，目的是

。（2）如果實(shí)驗(yàn)后看到有白色沉淀生成，則電解液c可以是______A．純水B．NaCl溶液C．NaOH溶液D．CuCl2溶液Fe－2e=Fe2+Fe√√2021/5/913FeCNa2SO4溶液FeCNa2SO4溶液拓展與延伸

電解法制備Fe(OH)2

由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿溶液反應(yīng)制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，則可制得純凈的Fe(OH)2，并可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀。已知兩極材料分別為石墨和鐵：（4）若c改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源繼續(xù)電解，除了電極上看到的氣泡外，另一明顯的現(xiàn)象為：______白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色電解水Fe(OH)22021/5/914思考1：如果陽(yáng)極碳棒用Cu作電極，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康膯?？思?：如果陽(yáng)極和陰極都為銅棒，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何呢？電解精煉銅電鍍CuSO4溶液Fe思考與討論CFe

CuSO4溶液CuFe

CuSO4溶液CuCu

CuSO4溶液

結(jié)合原電池或電解池的工作原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使圖中的鐵棒上析出銅，而鐵的質(zhì)量不變。（作圖并說(shuō)明原理）

ZnFe

CuSO溶液原電池原理電解原理2021/5/915CuFe

CuSO4溶液電解精煉銅電鍍

CuCu

CuSO4溶液電解原理的應(yīng)用電鍍、電解精煉銅應(yīng)用三

2021/5/916電鍍

電解原理的應(yīng)用鍍層金屬待鍍金屬含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液CuCu

CuSO4溶液電解精煉銅電鍍、電解精煉銅應(yīng)用三

2021/5/9172021/5/918電鍍

電解原理的應(yīng)用鍍層金屬待鍍金屬含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液電鍍、電解精煉銅應(yīng)用三

CuCu

CuSO4溶液電解精煉銅粗銅純銅2021/5/919銅的電解精煉純銅粗銅2021/5/920小結(jié)電解原理的應(yīng)用應(yīng)用一：電解冶煉某些活潑金屬(如Na、Mg、Al等）應(yīng)用二：電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)）應(yīng)用三：電鍍、電解精煉銅2021/5/921鞏固和提高

結(jié)合元素化合物及電化學(xué)原理等知識(shí)，利用廢銅制備CuSO4實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸制取CuSO4有幾種方法：

隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸濃度逐漸變小，而稀硫酸不能再與銅發(fā)生反應(yīng)

（1）甲學(xué)生進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：取6.4g銅片和10mL18mol·L－1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2O。直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余。他根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，認(rèn)為燒瓶中還有較多的硫酸剩余。他這樣認(rèn)為的理由是：△2021/5/922鞏固和提高

（1）甲學(xué)生進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：取6.4g銅片和10mL18mol·L－1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，發(fā)生反應(yīng)：

Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2↑+2H2O。直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余。他根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，認(rèn)為燒瓶中還有較多的硫酸剩余。他這樣認(rèn)為的理由是：結(jié)合元素化合物及電化學(xué)原理等知識(shí)，利用廢銅制備CuSO4實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸制取CuSO4有幾種方法：（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不好，他自己設(shè)計(jì)的思路是2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4=

CuSO4+H2O。對(duì)比甲的方案，乙同學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)是

。

獲取等量的CuSO4，乙消耗的硫酸的用量更少，且不產(chǎn)生污染物SO2?！?021/5/923鞏固和提高

2CuO，CuO+H2SO4實(shí)驗(yàn)室用銅和硫酸制取CuSO4有幾種方法：△（3）某地有豐富的電力資源。為了具備乙同學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，你能不能根據(jù)該地的資源優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)一個(gè)Cu和硫酸制取硫酸銅的方案？（其他材料任選）用廢銅作陽(yáng)極，碳棒作陰極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不好，他自己設(shè)計(jì)的思路2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4=

CuSO4+H2O。對(duì)比甲的方案，乙同學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)是

。2021/5/924拓展與延伸增加廢水的導(dǎo)電性電化學(xué)方法處理污水

鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2O72—酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量NaCl②以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答：（1）加入適量NaCl是為了

；2021/5/925拓展與延伸電化學(xué)方法處理污水（2）Fe-2e－

=Fe2+（2）電極反應(yīng)式：陽(yáng)極

，陰極

；2H++2e－

=H2↑

鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2O72—酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量NaCl②以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答：（1）加入適量NaCl是為了

；2021/5/926拓展與延伸電化學(xué)方法處理污水

（3）6Fe2++Cr2O72—+14H+=6Fe3++

2Cr3++7H2O

（3）由Cr2O72—

轉(zhuǎn)化為Cr3+

的離子方程式為_______________（2）電極反應(yīng)式：陽(yáng)極

，陰極

；

鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2O72—酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量NaCl②以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答：（1）加入適量NaCl是為了

；2021/5/927拓展與延伸電化學(xué)方法處理污水（4）在陰極反應(yīng)及Cr2O72—與Fe2+反應(yīng)過(guò)程中，H+被大量消耗，促使水的電離平衡向電離方向移動(dòng)，OH-大量增加，促使Fe3+、Cr3+最終轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀

（4）電解過(guò)程Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的?（3）由Cr2O72—

變Cr3+

的離子方程式為_______________（2）電極反應(yīng)式：陽(yáng)極

，陰極

；

鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2O72—酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：①往工業(yè)廢水中加入適量NaCl②以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答：（1）加入適量NaCl是為了

；（4）在陰極反應(yīng)及Cr2O72—與F