《高中化学第四章电化学基础全套课件人教版选修4第3节电解池》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第四章电化学基础全套课件人教版选修4第3节电解池（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 GG Zn Cu CCCuCl2溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：负极：Zn 2e- = Zn2+正极：正极： Cu2+ 2e- = Cu电池总反应：电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + CuCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。原电池是把化学能转变成电能的装置。复习提问复习提问第四章第四章 电化学基础电化学基础第第3 3节节 电解池电解池氢氢气气
2、氧氧气气 电解电解电解水电解水 ：2 H2O =2 H2 O2 +_观察实验观察实验:(1)将两根碳棒分别浸入盛有将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液溶液U型管，浸一会儿取出；型管，浸一会儿取出； 碳棒表面无明显变化碳棒表面无明显变化(2)用导线连接两根碳棒后再浸入用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶溶液一段时间；液一段时间； 碳棒表面仍无明显变化碳棒表面仍无明显变化(3)浸入浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，过一段时间。电源的正极和负极相连接，过一段时间。 与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红色与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红色物质物质
3、与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡实验后的思考实验后的思考: (1) (1)通电前，氯化铜溶液里通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？的运动情况怎样？ (2)(2)通电后，这些离子的运通电后，这些离子的运动情况有什么改变？动情况有什么改变？ (3)(3)当离子定向运动到电极当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？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电解氯化铜溶液的微观反应过程ClClClClCu2+Cu2+Cu2+、Cl无规则运动无规则运动Cu2+、Cl定向运动定向运动ClClClClC
4、u2+Cu2+Cu2+、Cl发生电子得失发生电子得失ClClClClCuCu阴阳两极上阴阳两极上生成生成Cu、Cl2Cl2Cl2ee一、电解原理一、电解原理电解：电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池把电能转化为化学能的装置叫做电解池( (电解槽电解槽) )。电解池结构：电解池结构：直流电源直流电源电解质溶液电解质溶液电极电极(常用惰性电极：常用惰性电极：Pt、Au或石墨或石墨)阳极：接电源正极阳极：接电源正极阴极：接电源负极阴极
5、：接电源负极【1】电解池的两极是怎样确定的？电解池的两极是怎样确定的？ 【2】在电解过程中是如何形成闭合回路的？在电解过程中是如何形成闭合回路的？ 【3】电解质溶液的导电与电离有什么关系？电解质溶液的导电与电离有什么关系？【4】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？金属导电与电解质溶液导电有什么不同？ 【5】电解池与原电池有哪些异同呢？电解池与原电池有哪些异同呢？ 【6】电解氯化铜溶液时，溶液中电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2和和Cl放电基本完毕放电基本完毕后，溶液的导电是否也就停止了呢？后，溶液的导电是否也就停止了呢？【7】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，在电解氯化铜溶液的装置中
6、，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？其结果又如何呢？【8】电电极极若若不不是是石石墨墨，而而是是锌锌、铜铜等等金金属属，结结果果又又如如何何呢呢？【9】电电解解NaCl溶溶液液得得不不到到金金属属Na，那那么么如如何何才才能能得得到到金金属属Na？问题思考：问题思考：电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极 溶液中的阳离子在阴极获得电子溶液中的阳离子在阴极获得电子同时溶液中的阴离子向阳极移动同时溶液中的阴离子向阳极移动在阳极表面失去电子在阳极表面失去电子电子沿阳极回到电源正极电子沿阳极回到电源正极在电解过程中是如何形成闭合回路的？在电解过程中是如何形成闭合回路的？ ClClClClCuCu+
7、-阳阳 阴阴电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 发生氧化还原反应生成了发生氧化还原反应生成了新物质新物质 只产生自由移动的离子只产生自由移动的离子 电解质电离成为自由移电解质电离成为自由移动的离子动的离子CuCl2=Cu2+2Cl- 电解质电离后再通直流电电解质电离后再通直流电电电解解质质溶溶于于水水或或受受热热融融化状态化状态联系联系 特点特点 过程过程 条件条件电解电解 电离电离 电离与电解的比较电离与电解的比较阴阳离子定向移动，在两阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或极上失得电子成为原子或分子分子 CuCl2=Cu+Cl2电解电解电解池与原电池有哪些异同电解池与
8、原电池有哪些异同两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同(续续)电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴
9、极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极 正极正极导线导线惰性电极惰性电极石墨石墨(C)(C)、金、金(Au)(Au)、铂、铂(Pt)(Pt)1. 阴离子放电的顺序：阴离子放电的顺序：S S2
10、-2-II- -BrBr- -ClCl- -OHOH- - 非还原性含氧酸根非还原性含氧酸根离子离子FF- -2. 阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：AgAg+ +HgHg2+2+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ + 金属活动顺序表金属活动顺序表中位置在中位置在H H前面的金属阳离子前面的金属阳离子电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断(惰性电极惰性电极)用惰性电极电解下列物质的溶液，用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应填表并写出电极反应电解质电解质溶液中离子溶液中离子阴极阴极产物产物阳极阳极产物产物电解过电解过程溶液程溶液PH值值H2SO4HClNaOHNaClK2SO
11、4CuCl2CuSO4H+ 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减小减小增大增大增大增大增大增大不变不变增大增大减小减小电解饱和食盐水实验电解饱和食盐水实验石墨石墨 石墨石墨饱和饱和NaClNaCl溶液溶液【实验【实验4-34-3】以惰性材料作电】以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉食盐水，并以湿润的淀粉KIKI试试纸检验阳极产物，观察实验
12、现纸检验阳极产物，观察实验现象。象。电解饱和食盐水实验电解饱和食盐水实验观察到的现象：观察到的现象：阳极：阳极：阴极：阴极：放出有刺激性气味的气体，放出有刺激性气味的气体，能使湿润的能使湿润的KIKI淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附放出无色、无味气体，附近溶液变红近溶液变红2Cl2e=Cl22H+2e=H22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2电解电解石墨石墨 石墨石墨饱和饱和NaClNaCl溶液溶液二、电解原理的应用二、电解原理的应用氯碱工业氯碱工业阳极（石墨）：阳极（石墨）：2Cl2e=Cl2【氧化反应【氧化反应】阴极（石墨）：阴极（石墨）：2H+2e=H2 【还原反
13、应【还原反应】2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2电解电解(一一)电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理(二二)离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱(二二)离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱1、装置、装置阳极：阳极：金属钛网金属钛网(涂有钛钌涂有钛钌等氧化物等氧化物)阴极：阴极：碳钢网碳钢网(涂有镍涂层涂有镍涂层)阳离子交换膜：阳离子交换膜：只允许阳离只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体子通过，阻止阴离子和气体通过。通过。阳极室产物：阳极室产物： NaOH、 H2阴极室产物：阴极室产物： Cl2+ -精制精制饱和食盐水饱和食盐水水水(含少量含少量NaOH)Cl2 H2NaOH溶
14、液溶液淡盐水淡盐水Na+含氯漂白剂含氯漂白剂有机合成、造纸有机合成、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水(三三)以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2二、电解原理的应用二、电解原理的应用电解精炼铜电解精炼铜电解精炼铜原理：电解精炼铜原理：粗铜的溶解与纯铜的生成：粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu比铜活泼的
15、金属：比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；只溶解，不析出；比铜不活泼的金属：比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；积形成阳极泥；电解质溶液中电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。的浓度基本不变。1. 阴离子放电的顺序：阴离子放电的顺序：非惰性电极非惰性电极S S2-2-I I- -BrBr- -ClCl- -OHOH- -非还原性含氧酸根离子非还原性含氧酸根离子F F- -2. 阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：AgAg+ +HgHg2+2+FeFe3+3+CuCu2+2+H H+ +金属活动顺金属活动顺序表中位置在序表中位置在H H前面的
16、金属阳离子前面的金属阳离子电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断二、电解原理的应用二、电解原理的应用电镀电镀 利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程。属或合金的过程。（1 1）阳极：阳极：镀层金属。镀层金属。 阴极：阴极：待镀的金属制品待镀的金属制品 电镀液：电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。用含有镀层金属离子的溶液。 电镀过程中电镀液的浓度保持不变电镀过程中电镀液的浓度保持不变（2 2）实质：阳极参加反应的电解）实质：阳极参加反应的电解（3 3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑（4 4）为了使镀层
17、均匀、美观，电镀液中镀层离子的）为了使镀层均匀、美观，电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定，常制成络离子浓度时刻保持稳定，常制成络离子金属的防护金属的防护金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极海水海水CFe+原电池、电解池、电镀池的比较原电池、电解池、电镀池的比较两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层电镀液必须含有镀层金属的离子金属的离子形成形成条件条件将
18、电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置面镀上一层其他金属的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池电镀池电镀池装置装置原电池、电解池、电镀池的比较原电池、电解池、电镀池的比较(续续)电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子阳极：阳极：氧化反应，金属氧化反应，金属电极失电子电极失电子阴极：阴极：
19、还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连名称同电解池，但有限制名称同电解池，但有限制阳极：阳极：必须是镀层金属必须是镀层金属阴极：阴极：镀件镀件电极电极名称名称电解池电解池电镀池电镀池装置装置同电解池同电解池二、电解原理的应用二、电解原理的应用电冶金电冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎这样活泼的金属，
20、电解法几乎是唯一可行的工业方法。是唯一可行的工业方法。1、钠的冶炼、钠的冶炼 电解熔融的电解熔融的NaCl阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2Na+2e-=2Na总反应：总反应： 2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2二、电解原理的应用二、电解原理的应用电冶金电冶金2、铝的冶炼、铝的冶炼 电解熔融的电解熔融的Al2O3烟罩烟罩阳极阳极C电解质电解质熔融态铝熔融态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒耐火材料耐火材料阴极阴极C阴极：阴极： 4Al3+12e-=4Al阳极：阳极： 6O2-12e-=3O2总反应：总反应： 2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2铝电解槽铝电解槽练习练习1、电极反极
21、反应方程式及方程式及电解解总反反应方程式的方程式的书写写(惰性惰性电极，极，溶液溶液)：H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaClKMnO42、用石墨作、用石墨作电极极电解解CuCl2、NaCl的混合溶液的混合溶液时，阴极析出，阴极析出的物的物质是是_；阳极；阳极产物是物是_。3、两极都用、两极都用银片作片作电极极电解解AgNO3时，阳极的，阳极的产物是物是_；阴极的；阴极的产物是物是_。练习练习4 4、试试写出下列装置中所写出下列装置中所写出下列装置中所写出下列装置中所发发生的生的生的生的电电极反极反极反极反应应方程式。方程式。方程式。方程式。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A) (B) (C)练习练习5、如、如图所示装置，指出所示装置，指出A、B池的名称、池的名称、电极名极名称、称、电极反极反应式、二池式、二池pH值的的变化情况。化情况。练习练习6、将两支惰性、将两支惰性电极插入极插入500 ml AgNO3溶液中，溶液中，通通电一会，一会，电解液的解液的pH值由由6.0变为3.0(设电解解时没有没有氢气放出且气放出且电解液体解液体积不不变)，则电极上极上析出析出银的的质量量为多少克多少克?
