新人教电解池

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节电解池,电解氯化铜,(flash),一、电解原理,1,、电解原理,实验现象,:,阴极石墨棒周围,CuCl,2,溶液绿色变深，阳极石墨棒周围,CuCl,2,溶液绿色变浅；,阴极,石墨棒上逐渐覆盖了一层,红色固体,，,阳极,石墨棒上有,气泡,放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到,湿润的碘化钾淀粉,试纸变为,蓝色,。,实验,结论,:,在通直流电的条件下，溶液里的,CuCl,2,发生了分解反应：,CuCl,2,=,Cu,Cl,2,Cu,生成于,阴极,的石墨棒上，,Cl,2,生成于,阳极,的石墨棒上。,原理,分析,：,CuCl,2,是强电解质且易溶于水，在水溶液中,电离,生成,Cu,2,和,Cl,。,CuCl,2,Cu,2,2Cl,通电前，,Cu,2,和,Cl,在水里,自由,地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作,定向,移动。溶液中带正电的,Cu,2,向,阴极,移动，带负电的,氯离子,向,阳极,移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。,阴极：,Cu,2,2e,Cu,阳极：,Cl,2e,Cl,2,电解,CuCl,2,溶液的化学反应方程式：,CuCl,2,=Cu,Cl,2,电解原理,1,、电解的概念,使,电流,通过电解质溶液而在,阴、阳两极,引起,氧化还原反应,的过程叫做电解。,注意：,电流必须是,直流,而不是交流。,熔融态,的电解质也能被电解。,2,、电解池,:,借助于,电流,引起,氧化还原反应,的装置，也就是把,电能,转变为,化学能,的装置叫做电解池或电解槽。,3,、构成电解池的,条件,（,1,）,直流,电源。,（,2,）两个电极。其中与电源的,正极,相连的电极叫做,阳极,，与电源的,负极,相连的电极叫做,阴极,。,（,3,）电解质,溶液,或,熔融态电解质,。,4,、两电极及电极反应,阳极（与电源,正极,相连）：,氧化,反应,阴极（与电源,负极,相连）：,还原,反应,原电池与电解池的区别,阴极,阳极,氯,气,铜,实例,电极反应,浓度,PH,值,复原,CuCl,2,CuCl,2,Cu+Cl,2,电解,阳极：,2Cl,-,-2 e,-,=Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=2Cu,减小,增,大,加,CuCl,2,第一组：电解,CuCl,2,阴极,阳极,氧气,氢,气,阳极,:,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,实例,电极反应,浓度,PH,值,复原,Na,2,SO,4,阴极,:,4H,+,+4e,-,=2H,2,变大,不,变,加,Na,2,SO,4,2H,2,O =2H,2,+O,2,通电,第二组：电解,Na,2,SO,4,第三组：电解,NaCl,阴极,阳极,氢,气,氯气,实例,电极反应,浓度,PH,值,复原,NaCl,阳极,:,2Cl,-,-2e,-,=,Cl,2,阴极,:,2,H,+,+2e,-,=H,2,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,电解,减小,增,大,加,HCl,工作原理,阴极,阳极,氧,气,铜,实例,电极反应,浓度,PH,值,复原,Cu,SO,4,2,CuSO,4,+,2H,2,O 2,Cu+,O,2,+2H,2,SO,4,电解,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,减小,加,CuO,第四组：电解,CuSO,4,阳极,:,4OH,-,-4e,-,=2H,2,O+O,2,减,小,电解质溶液电解规律（惰性电极）,阳极：,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根,F,-,与,区：电解本身型 如,CuCl,2,与,区：放氢生碱型,如,NaCl,与,区：放氧生酸型 如,CuSO,4,、,AgNO,3,与,区：电解水型 如,Na,2,SO,4,、,H,2,SO,4,、,NaOH,阴极：,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Fe,2+,Zn,2+,H,+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,离子放电顺序：,阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做,放电,。,用,石墨、金、铂,等还原性很弱的材料制做的电极叫做,惰性电极,，理由是它们在一般的通电条件下,不发生,化学反应。用,铁、锌、铜、银,等还原性较强的材料制做的电极又叫做,活性电极,，它们做电解池的,阳极,时，先于其他物质发生氧化反应。,阴极,上放电的先后顺序是：,Ag,Hg,2,Fe,3+,Cu,2,(H,+,),Fe,2,Zn,2,；,阳极,上放电的先后顺序是：,活泼金属电极,S,2,I,Br,Cl,OH,(F,、,NO,3,、,SO,4,2-,等,),（,惰性电极,）,在溶液中存在,Cu,2+,、,CI,-,、,H,+,、,OH,-,四种离子，为何发生氧化还原反应的是,Cu,2+,、,CI,-,？,电解质在水溶液中,放电规律,二、电解原理的应用,1,、氯碱工业（,电解饱和食盐水,以制造烧碱、氯气和氢气的工业）。,电极反应式？,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,总反应：,2NaCl+2H,2,O,2NaOH+Cl,2,+H,2,食盐水中存在的离子：,Na,+,、,Cl,-,、,H,+,、,OH,-,离子放电顺序：,阳离子,H,+,Na,+,阴离子,Cl,-,OH,-,电极反应：,阳极,氧化反应,阴极,还原反应,二、电解原理的应用,2,、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）,电镀铜原理,铜片,待镀件,硫酸铜溶液,阳极：,镀层金属,阴极：,待镀金属制品,电镀液：,含有镀层金,属的电解质,阳极：,镀层金属（纯铜板）,阴极：,待镀金属制品,电镀液：,含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）,电镀铜,电镀应用于,铜的电解精练,电极反应式,阴极,（纯铜）,:Cu,2+,+2e-=Cu (,还原反应,),阳极,（粗铜）,:Cu -2e-=Cu,2+,(,氧化反应,),杂质：,Zn -2e,-,=Zn,2+,Ni-2e,-,=Ni,2+,阳极泥,:,相对不活泼的金属以单质的形式沉积在,电解槽底,形成阳极泥,3,、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的,方法）,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠。,阳极：,2Cl,-,2e,-,=Cl,2,阴极：,2Na,+,+2e,-,=2Na,总反应：,2NaCl(,熔融,),2Na +Cl,2,电解熔融氯化钠制钠,3,、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的,方法）,制取金属铝,电解熔融状态的氧化铝。,阳极：,6O,2,-,12e,-,=3O,2,阴极：,4Al,3,+,+12e,-,=4Al,总反应：,2Al,2,O,3,(,熔融,),4Al +3O,2,冰晶石,装置,原电池,电解池,实例,原理,形成条,电极名称,电子流向,电流方向,电极反应,能量转化,应用,发生氧化还原反应，从而形成电流,电流通过引起氧化还原反应,两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、,自发发生氧化还原反应,电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）,由电极本身决定,正极,：流入电子,负极,：流出电子,由外电源决定,阳极,：,连电源正极,阴极,：,连电源负极,（外电路）负极,正极,电源负极,阴极,阳极,电源正极,（外电路）正极,负极,电源正极,阳极,阴极,电源负极,负极：,Zn-2e,-,=Zn,2+,（,氧化反应）,正极：,2H,+,+2e,-,=H,2,（还原原应）,阳极：,2 CI,-,-2e,-,=CI,2,(,氧化反应,),阴极,:,Cu,2+,+2e,-,=Cu,(,还原反应,),化学能,电能,电能,化学能,设计电池、金属防腐,氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼,铜锌原电池,电解氯化铜,思考交流,对比原电池和电解池。,电解池小结,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,发生还原反应,1,、电源、电极、电极反应关系,2,、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据,阳极氧化,、,阴极还原,分析得出产物,判断阴阳两极附近离子,种类及离子放电顺序,2.,学会,书写电解反应式,、,找出溶液或熔融中存在的阴阳离子,、分析移向阴阳极的离子,、按放电顺序书写电极反应式,注意遵守书写规则,、按得失电子数相等来配平电极方程式,、若,H,+,或,OH,-,放电，电极方程式写离子形式,电解方程式写,H,2,O,、,=,上标明,通电,二字,”,练习,1,、（,2004,年广东、广西,化学,）,PH,a,的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的,pHa,，,则该电解质可能是（）,A,、,NaOH,B,、,H,2,SO,4,C,、,AgNO,3,D,、,Na,2,SO,4,A,2,、（,2003,广东）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，实质上是电解水，故溶液,p H,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,1:2,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为,1:1,D,3,、观察下列反应装置图，指出各电极产物的名称,C C C Fe Fe Cu,H,2,SO,4,溶液,NaCl,溶液,CuSO,4,溶液,1,）,.,阳极产物的判断,:(,先看电极后看溶液,),(1),活性电极,:(,活动性排在,Ag,以前,),则电极失电子,电极溶解,(2),惰性电极,:(,如,Pt.C),则看溶液中阴离子失电子能力。,阴离子的放电顺序,:S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根离子,F,-,2,）,.,阴极产物的判断,:(,看阳离子得电子能力,),阳离子的放电顺序：,Ag,+,Hg,2+,Fe,3+,Cu,2+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,Al,3+,Mg,2+,Na,+,Ca,2+,K,+,O,2,H,2,4,、（,2002,上海化学）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使,Cl,2,被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是,A,、,a,为正极，,b,为负极；,NaClO,和,NaCl,B,、,a,为负极，,b,为正极；,NaClO,和,NaCl,C,、,a,为阳极，,b,为阴极；,HClO,和,NaCl,D,、,a,为阴极，,b,为阳极；,NaClO,和,NaCl,B,5,、用惰性电极电解,M(NO,3,),x,的水溶液，当阴极上增重,a g,时，在阳极上同时产生,b L,氧气（标准状况），从而可知,M,的原子量为：,A,B,C,D,C,作业：,1,、,P,83,5,2,、,P,83,6,