电解原理的应用-公开课-PPT

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,大家好,*,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,*,H,2,SO,4,溶液,CuCl,2,溶液,Cu,(a),(b),(c),(d),温故知新,应用原电池、电解池的相关知识，,分析讨论右图装置,讨论,1,：,左边烧杯为,_,装置，,右边烧杯为,_ _,装置,讨论,2,：请写出,a,、,b,、,c,、,d,对应的电极反应式（注明电极名称）,讨论,3,：标出电子的流动方向,原电池,电解池,+,阳,阴,a,（负极）,：,Zn-2e,=Zn,2+,b,（正极）：,2H,+,+2e,=,H,2,d,（阴极）：,Cu,2+,+2e,=,Cu,c,（,阳极）：,2,Cl,-2e,=,Cl,2,e,c b,e,e,ad,1,大家好,一、电解池原理,1.,定义：,(1),两个电极（活性或惰性）,(2),电解质溶液,(3),直流电源 （,4,）形成闭合回路,电能转化为化学能的装置为电解池，它是一个非自发的氧化还原反应。,2.,构成条件,3.,电极名称：,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,2,大家好,探究与实践,结合原电池或电解池的工作原理，设计实验，,使图中的铁棒上析出铜，而铁的质量不变。（作图并说明原理）,Zn,Fe,CuSO,4,溶液,C,Fe,CuSO,4,溶液,+,阳,阴,原电池原理,电解原理,CuSO,4,溶液,Fe,3,大家好,电解原理的应用,应用一,电解冶炼某些活泼金属,电解某些活泼金属的熔融盐，制取活泼金属单质,（如,Na,、,Mg,、,Al,等）,2NaCl(,熔融,),2Na+Cl,2,MgCl,2,(,熔融,),Mg+Cl,2,2Al,2,O,3,(,熔融,),4Al+3O,2,冰晶石,Na,：,Mg,：,Al,：,4,大家好,电解原理的应用,写出对应的电极反应和总反应,阳极：,2C,l,-2e,=,Cl,2,阴极：,2H,+,+,2e,=H,2,总反应：,2Cl,+2H,2,O,Cl,2,+H,2,+2OH,饱和食盐水,C,Fe,应用二,电解饱和食盐水（氯碱工业的基础）,5,大家好,阳离子交换膜电解槽,Na,+,6,大家好,探究与实践,饱和,NaCl,溶液,石墨棒,下图是一个简易家庭用次氯酸钠消毒液发生器，请根据电解饱和食盐水的反应原理，画出外加电源与导线,(,标出电源的正、负极,),，简单分析发生器的工作原理,+,a,b,阳,阴,阳极：,2C,l,-2e,=,Cl,2,阴极：,2H,+,+,2e,=H,2,总反应：,2Cl,+2H,2,O,Cl,2,+H,2,+2OH,Cl,2,+2OH,=,Cl,+ClO,+,H,2,O,7,大家好,探究与实践,下图是一个简易家庭用次氯酸钠消毒液发生器，请根据电解饱和食盐水的反应原理，画出外加电源与导线,(,标出电源的正、负极,),，简单分析发生器的工作原理,+,a,b,阳,阴,阳极：,2C,l,-2e,=,Cl,2,阴极：,2H,+,+,2e,=H,2,总反应：,2Cl,+2H,2,O,Cl,2,+H,2,+2OH,Cl,2,+2OH,=,Cl,+ClO,+,H,2,O,NaOH,Cl,2,8,大家好,Fe,拓展与延伸,电解法制备,Fe(OH),2,由于,Fe(OH),2,极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得,Fe(OH),2,白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可制得纯净的,Fe(OH),2,，,并可较长时间观察到白色沉淀,。,（,1,）,a,极材料为,，,电极反应式为,_,Fe,2e=Fe,2+,石墨,Fe,已知两极材料分别为石墨和铁：,9,大家好,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,拓展与延伸,电解法制备,Fe(OH),2,由于,Fe(OH),2,极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得,Fe(OH),2,白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可制得纯净的,Fe(OH),2,，,并可较长时间观察到白色沉淀,。,已知两极材料分别为石墨和铁：,（,1,）,a,极材料为,，电极反应式为,_,Fe,石墨,（,2,）如果实验后看到有白色沉淀生成，则电解液,c,可以是,_,A,纯水,B,NaCl,溶液,C,NaOH,溶液,D,CuCl,2,溶液,Fe,2e=Fe,2+,Fe,12,大家好,拓展与延伸,电解法制备,Fe(OH),2,由于,Fe(OH),2,极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得,Fe(OH),2,白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可制得纯净的,Fe(OH),2,，,并可较长时间观察到白色沉淀,。,已知两极材料分别为石墨和铁：,（,1,）,a,极材料为,，电极反应式为,_,隔绝空气，防止生成的,Fe(OH),2,被空气中的氧气氧化,排净溶液中溶解的氧气，防止生成的,Fe(OH),2,在溶液中被氧化,Fe,石墨,（,2,）如果实验后看到有白色沉淀生成，则电解液,c,可以是,_,A,纯水,B,NaCl,溶液,C,NaOH,溶液,D,CuCl,2,溶液,（,3,）苯或汽油,（,3,）液体,d,可为,，其作用是,，在加,d,之前对,c,溶液进行加热煮沸处理，目的是,Fe,2e=Fe,2+,Fe,13,大家好,拓展与延伸,电解法制备,Fe(OH),2,由于,Fe(OH),2,极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得,Fe(OH),2,白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可制得纯净的,Fe(OH),2,，,并可较长时间观察到白色沉淀,。,已知两极材料分别为石墨和铁：,（,4,）若,c,改为,Na,2,SO,4,溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接 电源继续电解，除了电极上看到的气泡外，另一明显的现象为：,_,（,1,）,a,极材料为,，电极反应式为,_,Fe,石墨,（,3,）液体,d,可为,，其作用是,，在加,d,之前对,c,溶液进行加热煮沸处理，目的是,。,（,2,）如果实验后看到有白色沉淀生成，则电解液,c,可以是,_,A,纯水,B,NaCl,溶液,C,NaOH,溶液,D,CuCl,2,溶液,Fe,2e=Fe,2+,Fe,14,大家好,Fe,C,Na,2,SO,4,溶液,Fe,C,Na,2,SO,4,溶液,拓展与延伸,电解法制备,Fe(OH),2,由于,Fe(OH),2,极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得,Fe(OH),2,白色沉淀。若用右图所示实验装置，则可制得纯净的,Fe(OH),2,，,并可较长时间观察到白色沉淀,。,已知两极材料分别为石墨和铁：,（,4,）若,c,改为,Na,2,SO,4,溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接 电源继续电解，除了电极上看到的气泡外，另一明显的现象为：,_,白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色,电解水,Fe(OH),2,15,大家好,思考,1,：如果阳极碳棒用,Cu,作电极，能达到实验目的吗？,思考,2,：如果阳极和阴极都为铜棒，则实验现象如何呢？,电解精炼铜,电镀,CuSO,4,溶液,Fe,思考与讨论,C,Fe,CuSO,4,溶液,Cu,Fe,CuSO,4,溶液,Cu,Cu,CuSO,4,溶液,结合原电池或电解池的工作原理，设计实验，使图中的铁棒上析出铜，而铁的质量不变。（作图并说明原理）,Zn,Fe,CuSO,溶液,原电池原理,电解原理,16,大家好,Cu,Fe,CuSO,4,溶液,电解精炼铜,电镀,Cu,Cu,CuSO,4,溶液,电解原理的应用,电镀、电解精炼铜,应用三,17,大家好,电镀,电解原理的应用,镀层金属,待镀金属,含镀层金属阳离子的溶液,Cu,Cu,CuSO,4,溶液,电解精炼铜,电镀、电解精炼铜,应用三,18,大家好,19,大家好,电镀,电解原理的应用,镀层金属,待镀金属,含镀层金属阳离子的溶液,电镀、电解精炼铜,应用三,Cu,Cu,CuSO,4,溶液,电解精炼铜,粗铜,纯铜,20,大家好,铜的电解精炼,纯铜,粗铜,21,大家好,小结,电解原理的应用,应用一：电解冶炼某些活泼金属,(,如,Na,、,Mg,、,Al,等,）,应用二：电解饱和食盐水（氯碱工业的基础）,应用三：电镀、电解精炼铜,22,大家好,巩固和提高,结合元素化合物及电化学原理等知识，利用废铜制备,CuSO,4,实验室用铜和硫酸制取,CuSO,4,有几种方法：,随着反应进行，浓硫酸浓度逐渐变小，而稀硫酸不能再与铜发生反应,（,1,）甲学生进行了下列实验：取,6.4g,铜片和,10mL18molL,1,浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，发生反应 ：,Cu+2H,2,SO,4,(,浓,)=CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O,。,直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。他这样认为的理由是：,23,大家好,巩固和提高,（,1,）甲学生进行了下列实验：取,6.4g,铜片和,10mL18molL,1,浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，发生反应：,Cu+2H,2,SO,4,(,浓,)=CuSO,4,+SO,2,+2H,2,O,。,直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。他这样认为的理由是：,结合元素化合物及电化学原理等知识，利用废铜制备,CuSO,4,实验室用铜和硫酸制取,CuSO,4,有几种方法：,（,2,）乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是,2Cu+O,2,2CuO,，,CuO+H,2,SO,4,=,CuSO,4,+H,2,O,。对比甲的方案，乙同学方案的优点是,。,获取等量的,CuSO,4,，乙消耗的硫酸的用量更少，,且不产生污染物,SO,2,。,24,大家好,巩固和提高,2CuO,，,CuO+H,2,SO,4,实验室用铜和硫酸制取,CuSO,4,有几种方法：,（,3,）某地有丰富的电力资源。为了具备乙同学的优点，你能不能根据该地的资源优势设计一个,Cu,和硫酸制取硫酸铜的方案？（其他材料任选）,用废铜作阳极，碳棒作阴极，,稀硫酸作电解质溶液进行电解,（,2,）乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路,2Cu+O,2,2CuO,，,CuO+H,2,SO,4,=,CuSO,4,+H,2,O,。,对比甲的方案，乙同学方案的优点是,。,25,大家好,拓展与延伸,增加废水的导电性,电化学方法处理污水,铬是一种用途广泛的化工原料，但六价铬具有强烈的致癌作用，且又是一种严重的污染物。工业上为了处理含,Cr,2,O,7,2,酸性工业废水，按下面的方法处理：往工业废水中加入适量,NaCl,以铁为电极进行电解，经过一段时间有,Cr(OH),3,和,Fe(OH),3,沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。试回答：,（,1,）加入适量,NaCl,是为了,；,26,大家好,拓展与延伸,电化学方法处理污水,（,2,）,Fe-2e,=Fe,2+,（,2,）电极反应式：阳极,，,阴极,；,2H,+,+2e,=H,2,铬是一种用途广泛的化工原料，但六价铬具有强烈的致癌作用，且又是一种严重的污染物。工业上为了处理含,Cr,2,O,7,2,酸性工业废水，按下面的方法处理：往工业废水中加入适量,NaCl,以铁为电极进行电解，经过一段时间有,Cr(OH),3,和,Fe(OH),3,沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。试回答：,（,1,）加入适量,NaCl,是为了,；,27,大家好,拓展与延伸,电化学方法处理污水,（,3,）,6Fe,2+,+Cr,2,O,7,2,+14H,+,=6Fe,3+,+,2Cr,3+,+7H,2,O,（,3,）由,Cr,2,O,7,2,转化为,Cr,3+,的离子方程式为,_,（,2,）电极反应式：阳极,，阴极,；,