化学选修四《电解池（第一课时）》课件

欢迎进入化学课堂 碳棒 碳棒 CuCl2溶液 碳棒 碳棒 实验现象和结论 阳极 阴极 1 通电后发生了氧化 还原反应 2 外加电流的作用是这种化学变化的根本原因 Cl2 Cu 与电源正极相连的碳棒有气泡产生 且有刺激性气味 能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝 与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出 结论 实验电解氯化铜溶液 视频实验 asf 实验现象 阴极 电流表的指针 阳极 石墨棒上逐渐覆盖了一层 石墨棒上有放出 并可闻到 同时看到试纸变为色 发生偏转 红色固体 气泡 刺激性的气味 蓝 湿润的碘化钾淀粉 P79实验4 2 原理分析 阴极 阳极 电解CuCl2溶液的化学反应方程式 通电前 Cu2 和Cl 在水里地移动着 电离 自由 通电后 这些自由移动着的离子 在电场作用下 改作移动 溶液中带正电的向移动 带负电的向移动 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 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu CuCl2 Cu Cl2 定向 Cu2 阴极 氯离子 阳极 通直流电或电解 阴离子失去电子 阳离子得到电子的过程叫放电 一 电解原理 电极反应式 阳极 阴极 2Cl 2e Cl2 Cu2 2e Cu 总反应 离子化合价升高或失去电子 离子化合价降低或得到电子 氧化还原反应 氧化反应 还原反应 电解原理1 电解的概念使通过电解质溶液而在引起反应的过程叫做电解 注意 电流必须是而不是交流电 的电解质也能被电解 电流 阴 阳两极 氧化还原 直流电 熔融态 2 电解池 借助于引起的装置 也就是把转变为的装置叫做电解池或电解槽 3 构成电解池的条件 1 电源 2 两个电极 其中与电源的相连的电极叫做 与电源的相连的电极叫做 3 电解质或电解质 电流 氧化还原反应 电能 化学能 直流 正极 阳极 负极 阴极 溶液 熔融态 4 形成闭合回路 4 电极 1 依据外电源 与电源负极相连的为极与电源正极相连的为极 2 依据电极应 发生还原反应的一极为极发生氧化反应的一极为极惰性电极 石墨 PtAu只作导体不发生反应 称之为惰性电极 活性电极 Pt Au除外金属做阳极易失去电子被氧化称之为活性电极 阴 阳 阴 阳 规定 分类 5 电解池中离子和电子的移动方向 Cu2 H OH Cl 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 电源 电极 电极反应关系 电极反应 阳氧化 阴还原 阳氧 离子流向 异性相吸 电极产物反思 为什么不是氧气呢 为什么不产生氢气呢 说明 得失电子的能力不同 失电子能力 Cl OH 得电子能力 Cu2 H 放电能力 放电次序 阴离子失去电子 阳离子得到电子的过程叫放电 影响离子放电的因素 放电能力 6 离子放电顺序 1 阳离子放电 得电子 顺序 Ag Hg2 Fe3 Cu2 H 水 Pb2 Sn2 Fe2 Zn2 Al3 Mg2 Na Ca2 K 2 阴离子放电 失电子 顺序 氧化性减弱 还原性减弱 金属 S2 I Br Cl OH 水 含氧酸根 NO3 SO42 等 F 注意 若阳极是活性电极 石墨 金 铂之外 阳极本身失去电子被氧化 阴离子不在阳极放电 若阳极是惰性电极 还原性强的阴离子在阳极放电 阴极材料不发生任何变化 除Pt Au 活性材料作电极时 金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液 阴离子在电极上不放电 用惰性电极 Pt Au 石墨 钛等 时 溶液中阴离子按顺序放电 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应 发生反应的是溶液中的阳离子 阳极反应 氧化反应 与电极材料有关 阴极反应 还原反应 与电极材料无关 7 电极反应方程式的书写 总结 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 判断阳极材料及阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 先电离 后电解 16 8 电极反应式的书写 1 写出用石墨电极电解硫酸铜溶液的电极反应式及总离子反应式 2 写出用铜做电极电解硫酸铜溶液的电极反应式 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2 4e 2Cu 总反应式 阳极 Cu 阴极 Cu Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 9 书写电解方程式的注意事项 2 电极反应式要注意溶液的酸碱性对书写的影响 要注意两边的电荷要守恒 电子看作负电荷 3 标明条件 通电或电解 若电解的H 或OH 来自于H2O 在总方程式中要以H2O形式存在 不能书写H 或OH 作为反应物 4 电解反应是一个氧化还原反应 是被外界强迫发生的反应一般形式为 弱氧化剂 弱还原剂 强氧化剂 强还原剂 1 首先看阳极材料 若阳极是活性电极阳极本身失去电子被氧化 若阳极是惰性电极 阴离子在阳极放电 三 电解规律 用惰性电极电解时 电解含氧酸 强碱溶液 活泼金属的含氧酸盐溶液时 如电解H2SO4 HNO3 NaOH Na2SO4等溶液 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的浓度 只需加入一定量的即可 实质 电解水 例如 电解Na2SO4溶液 增大 水 电解无氧酸溶液 氢氟酸除外 不活泼金属的无氧酸盐溶液 如电解盐酸 CuCl2溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量的 通入一定量的HCl气体 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 电解盐酸 实质 电解质本身被电解 减小 溶质 电解不活泼金属的含氧酸盐时 电解质和水都有一部分被电解 如电解CuSO4溶液 AgNO3溶液等 阳极 4OH 4e 2H2O O2 阴极 2Cu2 4e 2Cu 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量金属氧化物 电解CuSO4溶液 电解活泼金属的无氧酸盐溶液时 电解质和水都有一部分被电解 如电解NaCl溶液等 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需通入一定量的HCl 阳极 C 2Cl 2e Cl2 阴极 C 2H 2e H2 电解质溶液用惰性电极电解的示例 含氧酸 H2SO4 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 无氧酸 HCl 阳极 4OH 4e O2 2H2O阴极 4H 4e 2H2 减小 增大 不变 H2O 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 增大 HCl 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 Cu2 2e Cu 增大 CuCl2 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极 2Cl 2e Cl2 阴极 2H 2e H2 增大 HCl 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 阳极 4OH 4e O2 2H2O阴极 2Cu2 4e 2Cu 减小 Cu OH 2 CuO 电解池与原电池有哪些异同 两电极接直流电源 电解质溶液 形成闭合回路 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路 形成条件 将电能转变成化学能的装置 将化学能转变成电能的装置 定义 装置实例 电解池 原电池 装置 电解池与原电池有哪些异同 续 电源负极 电解池阴极电解池阳极 电源正极 电子流向 阳极 氧化反应 溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 负极 氧化反应 金属失电子正极 还原反应 溶液中的阳离子得电子 电极反应 阳极 与电源正极相连阴极 与电源负极相连 负极 较活泼金属正极 较不活泼金属 或能导电的非金属 电极名称 电解池 原电池 装置 1 用石墨作电极电解CuCl2 NaCl的混合溶液时 阴极析出的物质是 阳极产物是 2 两极都用银片作电极电解AgNO3时 阳极的产物是 阴极的产物是 练习 Cu Cl2 Ag Ag 3 试写出下列装置中所发生的电极反应式 石墨石墨粗铜纯铜纯铜铁 CuSO4溶液 CuSO4溶液 CuSO4溶液 A B C 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 四 电解原理的应用 1 电解饱和食盐水以制烧碱 氯气和氢气 氯碱工业 总化学方程式 总离子方程式 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 产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色 阴极 产生无色 无味气体 思考 利用电解原理 用铁 铜 硫酸铜溶液能否实现在铁上镀铜 怎样实现 2 电镀 定义 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的方法 电镀材料的选择 阴极 装置 铜 镀件 CuSO4溶液 阳极 阴极 电镀铜 阳极 阴极 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu 电镀的特点 电镀液的浓度基本不变 阳极参加反应 镀件 阳极 镀层金属 电镀液 含有镀层金属离子的溶液 1 a b哪一极为正极 2 若要给铁叉镀银 a极选用什么材料 选择何种溶液 思考 e 阳极 阴极 3 铜的电解精炼 粗铜 含杂质 Zn Fe Ni Ag Au等 阳极 Zn 2e Zn2 Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Cu 2e Cu2 ZnFeNiCuAgAu 阴极 阳极泥 思考 电解完后 CuSO4溶液的浓度有何变化 粗铜 纯铜 硫酸铜溶液 阳极 阴极 Cu2 2e Cu 基本不变 但变小 若把阴极纯铜换成铁棒 电解过程变吗 不变 但不是精炼铜了 而叫电镀铜 4 电冶金 使用电解法冶炼像钠 钙 镁 铝等活泼金属的方法 铝土矿 食盐晶体 4 电冶金 冶炼活泼金属K Al 2Al2O3 熔融 4Al 3O2 通电 MgCl2 熔融 Mg Cl2 2NaCl 熔融 2Na Cl2 AlCl3 MgO 为什么不电解钠 镁 铝的盐溶液 通电 通电 冰晶石 盐溶液则相当于电解水中的H 得到氢气 电解熔融氯化钠制钠 巩固应用 AC 1 电解饱和食盐水时 阴极区生成的产物为 A 氢气B 氯气C 氢氧化钠D 以上都有 2 在铁制品上镀一定厚度的铜层 以下方案设计正确的是 A 铜作阳极 镀件作阴极 溶液中含有铜离子B 铂作阴极 镀件作阳极 溶液中含有铜离子C 铁作阳极 镀件作阴极 溶液中含有亚铁离子D 铜作阴极 镀件作阳极 溶液中含有铜离子 A 3 下列关于电解精炼铜的说法中不正确的是 A 电解质溶液中要含有Cu2 B 粗铜作阳极 精铜作阴极C 电解时 阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应D 粗铜中所含Zn Fe Ni等杂质电解后以单质形式沉积于阳极泥中 D 4 下图所示装置中 a b都是惰性电极 通电一段时间后 b极附近溶液呈红色 下列说法正确的是 A X是正极 Y是负极B X是负极 Y是正极C CuSO4溶液的PH值逐渐减小D CuSO4溶液的PH值不变 AC 阳 阴 阳 阴 5 用铂电极电解1LCu NO3 2和KNO3混合溶液 通电一段时间 两极均产生11 2L S T P 气体 求 1 电解后溶液的pH 2 确定析出铜的物质的量 0 5mol PH 0 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全