高三复习课件电解池

1、第三节 电解池 G 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 + Cu 2+ = Zn 2+ + 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。实验视频电解实验视频电解CuCl2 溶液溶液实验现象及结论：实验现象及结论：

2、与电源负极相连的碳棒有一层红色的与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜铜生成。生成。发生还原反应发生还原反应 阴极阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气氯气。发生氧化反应发生氧化反应 阳极。阳极。CCCuCl2溶液溶液CuCl2阳极阳极阴极阴极整个装置就是电解池。整个装置就是电解池。总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解下面以下面以石墨石墨为电极电解氯化铜溶液为例来分析为电极电解氯化铜溶液为例来分析一、电解原理：一、电解原理：通电前：通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移

3、动的离子；通电后：阳离子通电后：阳离子Cu2+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子， 阴离子阴离子Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极：阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解电解：电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起使直流电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。氧化还原反应的过程，叫做电解。构成电解池的条件：构成电解池的条件：是电能转变为化是电能转变为化学能的装置！学能的装置！直流电源；直流电源；与电源

4、与电源负极负极相连的电极为相连的电极为阴极阴极与电源与电源正极正极相连的电极为相连的电极为阳极阳极阴、阳电极阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；电解池：电解池：电能转变为化学能电能转变为化学能的装置。的装置。形成闭合回路。形成闭合回路。CCCuCl2溶液溶液CuCl2阳极阳极阴极阴极放电顺序：放电顺序：阴极：氧化性强的离子先得电子阴极：氧化性强的离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属金属 S2IBrClOH(水水) NO3等含氧酸根等含氧酸根 F 阳极：还原性强的离子先失电子阳极：还原性强的离子先

5、失电子Ag+Fe3+Cu2+H+(水水)Fe2+ Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+ 当阳极为金属电极当阳极为金属电极(除铂、金外除铂、金外)时，时，金属电极金属电极优先放电。优先放电。阳极：阳极：4OH-4e-=O2+2H2O分析电解反应的一般思路：分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据根据阳极氧化阳极氧化，阴极还原阴极还原写出电极反应及总反应式写出电极反应及总反应式根据放电顺序确定阴阳两根据放电顺序确定阴阳两极什么离子放电极什么离子放电电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移方离子的迁移方向向发生氧化反应发生氧化反应的电极的电极 发生还原反应发生

6、还原反应的电极的电极 电能转化为化学能电能转化为化学能阳极（接电源正极）阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴极（接电源负极）阴离子阴离子 阳极阳极阳离子阳离子 阴极阴极原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负极负极正极正极阴离子阴离子 负极负极阳离子阳离子 正极正极相同点相同点(从原理分析从原理分析)都是氧化还原反应都是氧化还原反应练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。练习及作业：练习及作业：完成下列溶液的电极反应、总反应式完成下列溶液的电极反应、总反应式(以石墨为电极电解以石墨为电极电解)硫酸溶液：硫酸溶液：NaOHNaOH溶液：溶液：NaNa2 2SOSO4 4溶液溶液:

7、CuCl2盐酸盐酸NaClNaCl溶液：溶液：KBrKBr溶液：溶液：CuSOCuSO4 4溶液：溶液：AgNOAgNO3 3溶液溶液：电解水型电解水型电解溶质型电解溶质型放放H2生碱型生碱型放放O2生酸型生酸型阳极阳极阴极阴极氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4 阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 阴极阴极: 4H + 4e- = 2H2 变大变大不不变变 加加 H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2电解电解规律电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例

8、电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小减小减小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl- -2e- = Cl 2阴极阴极: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液电解规律实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- -4

9、e- = 2H2O+O2 阴极：阴极：Cu2+ 2e- = Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解规律 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液复原方法溶液复原方法物质类别物质类别实例实例电解水电解水 电解电解溶质溶质 电解电解溶质和溶质和溶剂溶剂 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-=O2+2H2O阴极：阴极：4H+ + 4e- =

10、2H2减小减小增大增大不变不变H2O阳极：阳极：2Cl- - 2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极：阳极：2Cl- - 2e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+2e- = Cu减少减少CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极：阳极：2Cl- - 2e- =Cl2阴极：阴极：2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属的不活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐CuSO4阳极：阳极：4OH- - 4e- =O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuO二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、电

11、解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。2、电镀电镀把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。含有镀层金属离子的溶液作电镀液。4、电冶金电冶金3、粗铜的精炼粗铜的精炼（1）阳离子交换膜：只允许阳离子通过）阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、 OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔成，把电解槽隔成 阴极室和阳极室。阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠

12、反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响，而影响 氢氧化钠的产量。氢氧化钠的产量。1、氯碱工业、氯碱工业: 阳阳离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室2. 2. 电电镀镀铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极： 阳极阳极镀层金属镀层金属阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液中溶液中CuS

13、O4的浓度保持不变的浓度保持不变3.3.铜的电解精炼铜的电解精炼粗铜粗铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ag Au 等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极： Zn- 2e- = Zn2+Fe - 2e- = Fe2+Cu - 2e- = Cu2+ Zn Fe CuAg Au 阴极阴极: Cu2+ + 2e- = Cu阳极泥阳极泥CuSO4溶液溶液二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。2、电镀电镀把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。含有镀层金属

14、离子的溶液作电镀液。4、电冶金电冶金制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。通直流电后通直流电后阳极：阳极： 2Cl - - 2e- = Cl2阴极：阴极： 2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应：3、粗铜的精炼粗铜的精炼：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 电解电解阳极：阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：阴极：4Al3+ + 12e- =4Al冶炼铝冶炼铝电解电解总式：总式：2Al2O3 4Al+3O2 助熔剂：冰晶石助熔剂：冰晶石思考思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?例：在例：在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解极，通电电解(不考虑水分蒸发不考虑水分蒸发)，则：，则： 若两