《湖南省长沙市高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池课件 新人教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省长沙市高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池课件 新人教版选修4（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 电化学基础,第三节 电解池,问题： 下图是原电池装置吗？,复习提问,观察实验,出现小气泡 令湿润的布条褪色 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,覆盖有一层 紫红色物质,实验后的思考:,(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动方向怎样？ (2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？ (3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？,电解氯化铜溶液的微观反应过程,Cu2+、Cl 无规则运动,Cu2+、Cl 定向运动,Cu2+、Cl 发生电子得失,阴阳两极上 生成Cu、Cl2,正极(+) 负极（-）,一、电解原理,电能 化学能,(2)实质：,(1)电解池 (电解槽) :,阳极(+
2、) 阴极（-）,直流电源 、两个电极、 电解质溶液或熔融态电解质,电源负极相连的电极是阴极， （得电子，发生还原反应） 与电源正极相连的电极是阳极， （失电子，发生氧化反应）,(3) 构成：,(4) 两极的规定：,电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子不能从溶液中移动）,直流电源,阳极(+) 阴极(-),(5)电子流动方向,(6) 离子移动方向,阴离子,阳离子,静电作用,一、电解原理,阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动.,1、阴极：溶液中阳离子得电子，发生还原反应 离子放电顺序： Ag+ Fe3+ Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Na+K+
3、其中K+ Al3+在水溶液中不放电。,酸中,水中,二、电解方程式的书写,2、阳极：失电子，发生氧化反应 如果电极为非惰性电极(石墨、Pt、Au)为惰性 电极)，则电极本身失电子溶解。 如果是石墨、Pt、Au等惰性电极，溶液中的阴 离子反应 阴离子：S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根、 F- 含氧酸根、 F-在水溶液中不放电,二、电解方程式的书写,例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反 应式及总的电解方程式,阴极：,阳极：,最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式,阴极：,阳极：,4OH4e-2H2O+O2,2Cu2+4e-2Cu,OH SO42,H+ Cu2+,首先分析、比较出阴阳极
4、的放电离子,写电极反应式,（电解化学方程式）,（电解离子方程式）,练习1：写出有关的电极反应式和总反应式,练习2：用惰性电极电解下列物质的溶液，填表,H+ OH- SO42-,H+ OH- Cl-,Na+ H+ OH-,Na+ Cl- H+ OH-,K+ SO42- H+ OH-,Cu2+ Cl- H+ OH-,Cu2+ SO42- H+ OH-,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,H2,Cl2,H2,O2,Cu,Cl2,Cu,O2,减小,增大,增大,增大,不变,增大,减小,练习3：用石墨作电极，分别电解下列溶液，完成下表,电解质溶液用惰性电极电解的示例：,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH
5、,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳：4OH- 4e- O2+2H2O 阴：4H+ + 4e- 2H2,减小,增大,不变,H2O,阳：2Cl- 2e- Cl2 阴：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳：2Cl- 2e- Cl2 阴：Cu2+2e- Cu,增大,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,NaCl,阳：2Cl- 2e- Cl2 阴：2H+2e- H2,增大,HCl,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,阳：4OH-4e- O2+2H2O 阴：2Cu2+4e- 2Cu,减小,CuO,溶质和水 同时电解,水电解,复原方法,PH 变化,电解水型！,电
6、解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,电解 类型,溶质 电解,1、电解规律（惰性电极）,阳极：S2- I-Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,阴极:Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+(H+)Al3+Mg2+Na+,小结:,电解必须建立在电离的基础上,发生氧化还原反应生成了新物质,只产生自由移动的离子,电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2+2Cl-,电解质电离后再通直流电,电解质溶于水或受热融化状态,
7、2、电离与电解的比较,小结：,3、电解池与原电池有哪些异同,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,将化学能 转变成电能的装置,定义,装置 实例,电解池,原电池,装置,3、电解池与原电池有哪些异同(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导
8、电的非金属）,电极 名称,电解池,原电池,装置,用湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，推测可能观察到的实验现象。,阳极： 阴极：,放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,放出无色、无味气体，附近溶液变红,2Cl-2e- =Cl2,2H+2e- =H2,二、电解原理的应用（1）氯碱工业,1、电解饱和食盐水反应原理,2.离子交换膜法制烧碱,二、电解原理的应用氯碱工业,电解饱和食盐水,3.以氯碱工业为基础的化工生产,1、分析各极反应,阳极(粗铜) : Cu2e- = Cu2+ Zn2e=Zn2+,2、电解后CuSO4的浓度怎么变,基本不变,二、电解原理的应用（2）电解精炼铜,阴极(纯铜):
9、Cu2+ + 2e- = Cu,二、电解原理的应用电解精炼铜,比铜活泼的金属杂质阳离子形式留于溶液中 比铜不活泼的金属杂质形成阳极泥,1、各极反应,阳极(铜): Cu 2e- = Cu2+ 阴极(铁): Cu2+ + 2e- = Cu,阳极：镀层金属 阴极：待镀的金属制品 电镀液：含镀层金属离子,二、电解原理的应用（3）电镀,2、电镀前后电镀液的浓度,保持不变,3、构成,电解池、电镀池的比较,两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路,镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极 电镀液必须含有镀层金属的离子,形成条件,将电能 转变成化学能的装置,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置,定
10、义,装置 实例,电解池,电镀池,装置,电解池、电镀池的比较(续),电源负极电解池阴极电解池阳极电源正极,电子 流向,阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,阳极：氧化反应，金属电极失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子,电极 反应,阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连,名称同电解池，但有限制 阳极：必须是镀层金属 阴极：镀件,电极 名称,电解池,电镀池,装置,同电解池,二、电解原理的应用 (4)电冶金,电解是最强有力的氧化还原手段 冶炼Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属,钠的冶炼 阳极：2Cl-2e-=Cl2 阴极：2Na+2e
11、-=2Na 总反应： 2NaCl(熔融)=2Na+Cl2,二、电解原理的应用电冶金,铝的冶炼,阴极： 4Al3+12e-=4Al 阳极： 6O2-12e-=3O2 总反应： 2Al2O3(熔融)=4Al+3O2,例1：用石墨电极电解2L饱和NaCl溶液，当电源供给0.2mol电子时，所得溶液pH为多少？两极各收集到标准状况下的气体多少升？(溶液体积变化忽略不计) 例2：0.4molCuSO4和0.2molNaCl溶于水，配成1L溶液，用惰性电极进行电解，当一个电极上得到0.3mol铜时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是 。,三、计算,4.48L,13， V(Cl2) = V(H2)
12、= 2.24L,1、写出下列装置的反应，并标明氧化反应、还原反应,A,B,C,练习,2.(2005理综 ) 关于电解食盐水溶液， 下列叙述正确的是（ ） A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性,B,3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 .,D E A C B,金属腐蚀的快慢程度： 电解池的阳极原电池的负极 化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,4、(2003年江苏高考题)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( ) A电解稀硫酸溶液，实质是电解水，故溶液pH不变 B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小 C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12 D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比11,D,5、将两支惰性电极插入500 ml AgNO3溶液中，通电一会，电解液的pH值由6.0变为3.0(设电解时没有氢气放出且电解液体积不变)，则电极上析出银的质量为多少克?,6、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。,
