《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能--电解（第2课时）电解原理的应用课件1 鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能--电解（第2课时）电解原理的应用课件1 鲁科版选修4（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、选修4第1章第2节 第2课时电解原理的应用1,1.在NaCl溶液中,NaCl电离出 ，H2O电离出 。 通电后，在电场的作用下， 向阴极移动， 向阳极移动。 在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成 。 阳极方程式： ; 2.在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH 。 阴极方程式： 。,2Cl- - 2e- = Cl2,2H+ + 2e- = H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,二.电解原理的应用,（一）电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气,总化学方程式： ; 总离子方程式: .
2、 (3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： _ ，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 +Cl2 ,2Cl- +2H2O 2OH-+H2 +Cl2 ,(2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: .,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: .,第一个问题:,Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,
3、提示：,第二个问题：精制食盐水,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,加入略过量BaCl2 溶液,除SO42-,加入略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+. Ba2+,加入略过量NaOH 溶液,除Fe3+ , Mg2+,过滤后加入适量HCl溶液,调节PH 除CO32- 、OH-,电解规律,阴极,阳
4、极,氯 气,铜,阳极：2Cl-2 e- =Cl2,阴极：Cu2+ 2e-=2Cu,减小,CuCl2,CuCl2溶液,阳极,阴极,氧气,氢 气,阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,阴极: 4H + 4e- 2H2 ,变大,加 H2O,Na2SO4溶液,2H2O 2H2 + O2 ,阳极,阴极,氯气,氢 气,阳极: 2Cl- 2e- Cl 2,阴极: 2H + 2e- H2 ,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 ,减小,加 HCl,NaCl溶液,增大,阳极,阴极,氧 气,铜,阳极: 4OH- 4e- 2H2O+O2 ,阴极：Cu2+ 2e- Cu,减小,减小,加 CuO,C
5、uSO4溶液,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根,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+,（二）铜的电解精炼,粗铜所含的杂质,Zn、Fe、Ni、Ag、 Au、Pt等,粗铜的精炼,以粗铜为阳极，以纯铜 为阴极， 以CuSO4溶液 为电解质溶液进行电解.,阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+,阴极：
6、Cu2+ +2eCu 阳极泥： Ag、Au、Pt,减小,思考：1.硫酸铜溶液浓度 .,2.阳极减少的质量 阴极增加的质量。,大于,+,-,纯铜,粗铜,电解液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）,特征,纯铜作阴极，粗铜作阳极 阳极主要金属与电解质中的阳离子相同 电解液CuSO4的浓度基本不变，有杂质离子Zn2+、Fe2+、Ni2+ 杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au如何除去？,2.精炼铜,阳极还包含Zn、Fe、Ni失电子，且比Cu先失电子,（三）电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的
7、过程。,、电镀池形成条件,镀件作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子 的盐溶液作电解质溶液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,+,-,铁片,铜片,电镀液 (CuSO4溶液),阴极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 阳极： Cu 2e- = Cu2+ （氧化反应）,特征,被镀件作阴极，镀层金属作阳极 阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同 电镀液CuSO4的浓度基本不变,3.电镀铜,电镀的定义：,电镀的意义：,如：在铁上镀铜,阳极 ， 阴极 ， 以 为电解质 溶液进行电解.,阳极： Cu2eCu2+,阴极： Cu2+ +2eCu,不变,铜,铁,CuSO4溶液,电极反应,硫酸铜
8、溶液浓度 .,阳极减少的质量和阴极增加的质量 。,相等,+,-,铁片,锌片,电镀液 (ZnCl2溶液),Zn2+H+，则Zn2+放电,4.电镀锌,阴极： Zn2+ + 2e- = Zn （还原反应） 因离子浓度远大于离子浓度 阳极： Zn 2e- = Zn2+ （氧化反应）,关于电镀的生产和污染及防治,电解池、电解精炼池、电镀池的比较,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它金属的装置。,两电极接直流电源 电极插人电解质溶液 形成闭合回路,镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极 电镀液须含有镀层金属的离子,阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属； 阴极：
9、镀件,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。,不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极 电解质溶液须待提纯金属的离子,阳极：不纯金属； 阴极：纯金属,阳极：氧化反应 阴极：还原反应,阳极,阴极,电解质Al2O3 Na3AlF3,碳块,阴极： 4Al3+ + 12e- = 4Al,阳极： 6O2- - 12e- = 3O2,氯化铝的熔点很低，为何工业上不用电解氯化铝，而是电解氧化铝？,5.铝的冶炼,铝,小结,电解池 将电能转化为化学能的装置 阳极：与外接电源的正极相联 阴极：与外接电源的负极相联 惰性电极 阳极：阴离子放电（S2-、I、B
10、r、Cl、OH） 阴极：阳离子放（Ag+、 Fe3+、 Cu2+、Fe2+、 Zn2+） 非惰性电极 阳极自身放电,同步练习,1.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的,A,2.关于原电池和电解池的叙述正确的是( ) A.原电池失去电子的电极称为阴极 B.电解池的阳极、原电池的负极上都发生氧化反应 C.原电池的两极，一定要由活泼性不同的两种金属组成 D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电 【解析】选B。A项，原电池中失去电子的电极叫负极，A错误；C项，不一定是由两种金属组成，也可以是金属和非金属，如石墨电极，C错误；D项，当阳极为
11、活性金属时，表现为电极溶解而不是电解质溶液中阴离子放电，D错误。,3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( ) A.电解时以精铜作阳极 B.电解时阴极发生氧化反应 C.粗铜连接电源负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥,【解析】选D。电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2+得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C项均错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成
12、Fe2+、Zn2+进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2+进入溶液， 因Ag、Pt等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉积在阳极底部成为阳极泥，D项正确。,4.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( ),A.装置中阳极上析出红色固体 B.装置的待镀铁制品应与电源正极相连 C.装置中外电路电子由a极流向b极 D.装置的阳极反应为：2H+2e-=H2,【解析】选C。装置中阳极反应为2Cl-2e-=Cl2，A错；装置是电镀装置，待镀铁制品应作阴极，即与电源负极相连，B错；装置中外电路电子应从负极(a极)流向正极(b极)，C对；装置的阳极反应为2Cl-2e-=Cl2，D错。,5.用惰性电极电解2 L
13、1.0 molL1CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了1 mol电子，此时溶液中c(H)为(假设体积不变)( ) A1.5 molL1 B0.75 molL1 C0.5 molL1 D0.25 molL1,C,6.如果粗盐中SO42 含量较高，必须添加钡试剂除去SO42，该钡试剂可以是_。 ABa (OH)2 BBa (NO3 )2 CBaCl2,A、C,7.为有效除去Ca2 、Mg2 、 SO42，加入试剂的合理顺序为_ （选填A、B、C，多填扣分）。 A先加NaOH，后加 Na2CO3，再加钡试剂。B先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3。
14、 C先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3.,B、C,8.某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。,(1)该电解槽的阳极反应式为_。 此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。,(2)制得的氢氧化钾溶液从出口_(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。,4OH4e=2H2OO2,小于,D,9.某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。,(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 _。 (4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为_。,H在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)c(H),O22H2O4e=4OH,
