《電解原理及其應用》原創(chuàng)王世娟省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

電解原理及其應用1/39第一課時2/39組成原電池條件：1．活潑性不一樣兩個電極；2．電解質(zhì)溶液；3．形成閉合電路；4．自發(fā)氧化還原反應。3/39自從伏打創(chuàng)造電池后，“電”應用就風起云涌，席卷全球。英國化學家戴維就是用電解方法制出了很活潑金屬鉀、鈉等。到了現(xiàn)在，電解應用就愈加廣泛，它用于好多物質(zhì)制法、電鍍、和電解水等。可是，你知道電解原理嗎？你知道電解工業(yè)發(fā)展情況嗎？你知道……？讓我們共同走進電解這奇妙世界吧！概述4/39？Cu+H2SO4CuSO4+H2↑5/39陰極陽極CuCl26/39電解氯化銅溶液微觀模擬組成電解池條件？7/398/39一、電解原理

1．電解原理使電流經(jīng)過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極上引發(fā)氧化還原反應過程叫做電解。把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能裝置叫做電解池或電解槽。CuCl2＝Cu2+＋2Cl-陰極：Cu2+＋2e-＝Cu(還原反應)陽極：2Cl--2e-＝Cl2↑(氧化反應)總方程式： CuCl2===Cu+Cl2↑電解電解質(zhì)溶液在導電過程中有新物質(zhì)產(chǎn)生，是化學改變。9/39電離電解條件過程電解質(zhì)電離成為自由移動離子例：CuCl2=Cu2++2Cl-陰陽離子定向移動，在兩極上失得電子成為原子或分子。如：CuCl2==Cu+Cl2特點只產(chǎn)生自由移動離子發(fā)生氧化還原反應生成了新物質(zhì)聯(lián)絡電解必須建立在電離基礎上↑通電電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài)電解質(zhì)電離后，再通直流電10/39電解池與原電池有哪些異同①兩電極接直流電源②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①活潑性不一樣兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路形成條件將電能轉(zhuǎn)變成化學能裝置將化學能轉(zhuǎn)變成電能裝置定義裝置實例電解池原電池裝置11/39電解池與原電池有哪些異同(續(xù))電源負極→電解池陰極電解池陽極→電源正極電子流向陽極：氧化反應，溶液中陰離子失電子或電極金屬失電子陰極：還原反應，溶液中陽離子得電子負極：氧化反應，金屬失電子正極：還原反應，溶液中陽離子得電子電極反應陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連負極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導電非金屬）電極名稱電解池原電池裝置負極正極導線12/39分析電解反應普通思緒：明確溶液中存在哪些離子依據(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13/392．電解池兩極電解池兩極是由與之相連電源電極決定。

陰極：與電源負極相連電極。(發(fā)生還原反應)

陽極：與電源正極相連電極。(發(fā)生氧化反應)3．電解池中電子移動方向電源負極→電解池陰極→電解液中陽離子(被還原)電解池中陰離子(被氧化)→電解池陽極→電源正極4.電解質(zhì)導電實質(zhì)：電解質(zhì)溶液導電過程必須有陰陽離子參加，假如溶液中離子不參加反應，電路就不能溝通，所以電解質(zhì)溶液導電過程就是電解質(zhì)溶液電解過程。電源負極電解池陰極經(jīng)過電解質(zhì)溶液中離子定向移動電子本身不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液電解池陽極電源正極14/39在上述分析過程中，我們一直回避了一個主要問題——水電離。CuCl2溶液中存在離子有Cu2+、Cl-、OH-、H+，為何電解時，只有Cu2+和Cl-放電呢？這要包括到離子放電次序問題。4．離子放電次序——即各種離子得失電子能力次序

用惰性電極電解時：陽離子：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+

＞H+

＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+（

＞H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+陰離子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根說明：1.電解電解質(zhì)溶液時，在陰陽兩極上首先發(fā)生放電反應離子分別是溶液里最輕易放電陽離子和最輕易放電陰離子。2.若陽極材料是活性電極（Ag以前），則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中陰離子不能放電。15/391、寫出電極反應式Cu（Ⅰ）

。Cu（Ⅱ）

。2、寫出直流電源電極名稱a:

,b:

.2H＋＋2e-＝H2↑Cu-2e-＝Cu2+Cu＋H2SO4CuSO4＋H2電解負極正極直流電源Cu（Ⅰ）Cu（Ⅱ）ab稀硫酸溶液16/39用惰性電極電解以下物質(zhì)溶液，

填表并寫出電極反應電解質(zhì)溶液中離子陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物電解過程溶液PH值H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+OH-SO42-H+OH-Cl-Na+H+OH-Na+Cl-H+OH-K+SO42-H+OH-Cu2+Cl-H+OH-Cu2+SO42-H+OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2減小增大增大增大不變增大減小17/39第二課時18/39練習：用石墨作電極，分別電解以下溶液，完成下表19/3920/39用惰性電極電解規(guī)律總結(jié)1．分解電解質(zhì)型：電解無氧酸或無氧酸不活潑金屬鹽溶液時。如：HCl、HBr、CuCl2（HF除外）2．電解水型：電解強堿、含氧酸或含氧酸活潑金屬鹽溶液。如H2SO4、NaNO3、KOH、HF3.放氧生酸型：電解不活潑金屬含氧酸鹽溶液，生成金屬、含氧酸和氧氣。如CuSO4、AgNO3

陰極：2Cu2++4e=2Cu陽極：4OH-－4e=O2+2H2O總方程式：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4

4.放氫生堿型：電解活潑金屬無氧酸鹽溶液，生成氫氣、堿和非金屬單質(zhì)。如NaCl、Na2S、MgBr2PH值改變：只放氫,PH升;只放氧,PH降;放氫放氧濃度增;無氫無氧解本身。21/39二、電解原理應用——1.氯堿工業(yè)陽極（石墨）： 2Cl—－2e—=Cl2↑

【氧化反應】陰極（石墨）： 2H++2e—=H2↑

【還原反應】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解電解飽和食鹽水反應原理22/39電解飽和食鹽水試驗石墨石墨飽和NaCl溶液以惰性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞飽和食鹽水，并以濕潤淀粉KI試紙檢驗陽極產(chǎn)物，推測有何試驗現(xiàn)象。23/39電解飽和食鹽水試驗觀察到現(xiàn)象：陽極：陰極：放出有刺激性氣味氣體，濕潤KI淀粉試紙變藍放出無色、無味氣體，附近溶液變紅2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解石墨石墨飽和NaCl溶液24/39含氯漂白劑有機合成、造紙玻璃、肥皂紡織、印染有機合成氯化物合成農(nóng)藥金屬冶煉有機合成HCl鹽酸電解飽和食鹽水以氯堿工業(yè)為基礎化工生產(chǎn)H2NaOH濕氯氣濕氫氣液堿Cl225/39二、電解原理應用——2.電鍍

利用電解原理在金屬表面鍍上一層其它金屬或合金過程。（1）陽極：鍍層金屬。陰極：待鍍金屬制品電鍍液：用含有鍍層金屬離子溶液。［電鍍過程中電鍍液濃度保持不變］（2）實質(zhì)：陽極參加反應電解（3）陰極必須能夠?qū)щ姡冶砻鏉崈?、光?26/39二、電解原理應用——3.電解精煉銅27/39電解精煉銅原理：①粗銅溶解與純銅生成：陽極（粗銅）：Cu－2e-=Cu2+陰極（純銅）：Cu2++2e-=Cu②比銅活潑金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；③比銅不活潑金屬：Au、Pt不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽極泥；④電解質(zhì)溶液中CuSO4濃度基本不變。28/391.陰離子放電次序：非惰性電極＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞非還原性含氧酸根離子＞F-2.陽離子放電次序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞金屬活動次序表中位置在H前面金屬陽離子電解時電極產(chǎn)物判斷注意更新29/39二、電解原理應用——4.電冶金因為電解是最強有力氧化還原伎倆，所以電解法是冶煉金屬一個主要方法。對于冶煉像Na、Ca、Mg、Al這么活潑金屬，電解法幾乎是唯一可行工業(yè)方法。1、鈉冶煉——電解熔融NaCl陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑陰極：2Na++2e-=2Na總反應：2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑30/39電鍍與電解比較表內(nèi)容電鍍電解電極改變情況

電解液改變情況

陽極變細陰極變粗陽極：氧化反應陰極：溶液中陽離子得電子基本不變4種類型31/39三電（原電池、電解池、電鍍池）比較原電池電解池電鍍池裝置圖形成條件電極名稱定義利用氧化還原反應原理,將化學能轉(zhuǎn)化為電能裝置.使電流經(jīng)過電解質(zhì)溶液在陰陽兩極發(fā)生氧化還原過程應用電解原理在一些金屬表面鍍上一層其它金屬裝置GZnCuFeCuCuSO4

①活動性不一樣兩電極②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應③形成閉合回路①兩電極接直流電源②兩電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負極②電鍍液必須含有鍍層金屬離子負極：較活潑金屬（電子流出極）正極：較不活潑金屬、或非金屬（電子流入極）陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件32/39原電池電解池電鍍池電極反應電子流向能量改變負極：氧化反應，金屬失電子正極：還原反應，溶液中陽離子得電子或氧氣得電子陽極：氧化反應，溶液中陰離子失電子或金屬電極失電子陰極：還原反應，溶液中陽離子得電子陽極：氧化反應，金屬電極失電子陰極：還原反應，電鍍液中陽離子得電子負極被腐蝕陽極普通不發(fā)生改變，陰極普通增重陽極溶解陰極增重負極正極電源負極電解池陰極經(jīng)過電解質(zhì)溶液中離子定向移動電子本身不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液電解池陽極電源正極電極改變化學能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為化學能33/39練習1、電極反應方程式及電解總反應方程式書寫(惰性電極，溶液)：H2SO4 HCl NaOHK2SO4 CuCl2 CuSO4NaCl KMnO42、用石墨作電極電解CuCl2、NaCl混合溶液時，陰極析出物質(zhì)是_____；陽極產(chǎn)物是_____。3、兩極都用銀片作電極電解AgNO3溶液時，陽極產(chǎn)物是____；陰極產(chǎn)物是____。34/39練習4、試寫出以下裝置中所發(fā)生電極反應方程式。石墨石墨粗銅純銅純銅鐵CuSO4溶液CuSO4溶液CuSO4溶液(A)(B)(C)35/39練習5、如