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1、第三节 电解池 电解原理及应用,授课人：育明高中 马爱丰,新课标人教版选修四,2019.11.16,五号电池充电器,【视频】,如果郝阿姨的手机电池为锂电池，其放、充电时电极反应式如下，那么放、充电的能量转化形式是什么？ 负 极：Li - e- = Li+ 放电 正 极：LiMn2O4 + e- = LiMn2O4- 总反应：Li+LiMn2O4 = Li2Mn2O4,【思考】,阴 极： Li+ + e- = Li 充电 阳 极： LiMn2O4- - e- = LiMn2O4 总反应：Li2Mn2O4 Li+LiMn2O4,1、电解池：把电能转化成化学能的装置叫做电解池或电解槽。,2、电解：使
2、电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。,一、概念,3、电解池构成条件：,电解质溶液,闭合回路,非自发的氧化还原反应,两个能导电的电极,【习题1】,写出用石墨作电极电解下列溶液的电极反应式和化学方程式 （1）：CuCl2 （2）：Na2SO4 （3）：CuSO4 （4）：NaCl,2. 阴极：阳离子的放电顺序： Ag+Fe3+Hg2+Cu2+H+（浓度大） Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（浓度小） Al3+Mg2+Na+ Ca2+K+,电解时电极产物的判断,1. 阳极：阴离子放电的顺序： S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根F-,【变式1】,以H
3、+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五种离子恰当地组成电解质，按下列要求进行电解。 （1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则可采用的电解质是 （2）以铂片为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则可采用的电解质是 （3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少进行电解，则可采用的电解质是,HCl、 CuCl2,KNO3、 HNO3,Cu(NO3)2 、 KCl,规律,第四类：放氢生碱型： NaCl 活泼金属的无氧酸盐,第二类: 电解水型： Na2SO4 含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐,第一类：自身分解型： CuCl2 无氧酸、不活泼金属无氧酸盐,第三类：放氧生酸型：
4、 CuSO4 不活泼金属的含氧酸盐,电解原理的应用1氯碱工业,离子交换膜法制烧碱,含有某些含氧酸根杂质的氯化钠，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。,该电解槽的阳极反应式 是 。 通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 除去杂质后氢氧化钠溶液从液体出口 （填写“A”或“B”）导出。,2Cl- 2e- = Cl2,放电，促进水的电离，OH-浓度增大,【习题2】,阳离子交换膜的作用,防止Cl2与 NaOH 和 H2反应,A,B,将装置（A）中的惰性电极换成两种活性电极时如装置（B），写出装置（B）的电极反应式。,石墨 石墨 纯铜 铁,
5、CuSO4溶液,CuSO4溶液,(A) (B),【习题3】,电镀 1.定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 2.目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。,电解原理的应用2电镀,纯铜 铁 粗铜 纯铜,CuSO4溶液,CuSO4溶液,(B) (C),【习题4】,如果把电镀铜时的装置B换成C，写出电极反应式，粗铜的成份（ Zn Fe Ni Cu Ag Au ）,阳极：,Zn -2e- = Zn2+ Fe -2e- = Fe2+ Ni -2e- = Ni2+,Zn Fe Ni CuAg Au,阴极:,阳极泥,Cu -2e- = Cu2+,Cu2
6、+ + 2e- = Cu,电解原理的应用3电解精炼,粗铜的成份（ Zn Fe Ni Cu Ag Au ）,思考：CuSO4溶液浓度变化?,冶炼活泼金属 K Al,电解原理的应用4电冶金,写出工业上制备钠、镁、铝的化学方程式,水燃料与能源 一：燃料电池发电 二：电解池加水 三：电解水 四：氢氧混合燃烧,【科技应用】,化学能电能,电能化学能,负极：氧化反应 正极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,活泼性不同两个的电极,电解质溶液,闭合回路,自发的氧化还原反应,电解质溶液,闭合回路,非自发的氧化还原反应,小结：横向比较,两个能导电的电极,直流电源,制作化学电源,金属防护,氯碱工业、电镀、电冶
7、金、 电解精炼、金属防护,以H+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五种离子恰当地组成 电解质，按下列要求进行电解。 （1）以铂片为电极，溶液中加入酚酞，阴极区颜 色变红的是 （2）以铂片为电极，溶液中加入酚酞，阴极区PH 增大的是 （3）以碳棒为电极，电解CuSO4，通电一段时间 后,恢复到原来的状况，可以将溶液加入什么物质,KCl、 KNO3,CuO、 CuCO3,【能力训练1】,KCl、KNO3 、 HCl、HNO3,【能力训练2】,用惰性电极电解含有0.1mol CuCl2和0.1mol NaBr混合溶液，电路中共0.4 mol 电子转移，试写出电极反应式并分析各阶段电解的物质是什么？,
8、定性分析与定量分析结合,解法指导,定性：阳离子放电顺序：Cu2+H+Na+ 阴离子放电顺序：Br-Cl-OH-,定量：当电路中通过0.1mol电子时： 电解0.05molCuBr2 继续通过0.1mol电子时： 电解0.05molCuCl2 再通过0.1mol电子时： 电解0.1molNaCl 最后通过0.1mol电子时：电解0.05molH2O,以等质量的铂棒和铜棒做电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极质量增加了a g,此时两极的质量差为( ) A.只能为a g B.只能为2a g C.可能为a g，也可能为2a g D.只可能为a /2 g,C,【能力训练3】,金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）( ) A 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNi B 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2 D 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D,【能力训练4】,电极性质,电镀 电解精炼,电解应用 氯碱工业,概念,电冶金,电解池,应用,原理,概念,放电顺序,作业：同步能力训练,The End,
