电解原理的应用-公开课

电解原理的应用2021/5/91H2SO4溶液CuCl2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–=Zn2+b（正极）：2H+

+2e–=H2↑d（阴极）：Cu2++2e–=Cuc（阳极）：2Cl–-2e–=Cl2↑e–c→be–e–a→d2021/5/92一、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2021/5/93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）

ZnFe

CuSO4溶液CFe

CuSO4溶液—+阳阴原电池原理电解原理CuSO4溶液Fe2021/5/94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+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石Na：Mg：Al：2021/5/95电解原理的应用写出对应的电极反应和总反应阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑总反应：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

饱和食盐水CFe

应用二

电解饱和食盐水（氯碱工业的基础）2021/5/96阳离子交换膜电解槽Na+

2021/5/97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

—+ab阳阴阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑总反应：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2O2021/5/98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

—+ab阳阴阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑总反应：2Cl—

+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—

Cl2+2OH—=Cl—

+ClO—+H2ONaOHCl22021/5/99Fe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=Fe2+石墨Fe已知两极材料分别为石墨和铁：2021/5/910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．CuCl2溶液Fe－2e=Fe2+Fe√√2021/5/911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．CuCl2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=Fe2+Fe√√2021/5/912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Na2SO4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．CuCl2溶液Fe－2e=Fe2+Fe√√2021/5/913FeCNa2SO4溶液FeCNa2SO4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Na2SO4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)22021/5/914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CuSO4溶液Fe思考与讨论CFe

CuSO4溶液CuFe

CuSO4溶液CuCu

CuSO4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）

ZnFe

CuSO溶液原电池原理电解原理2021/5/915CuFe

CuSO4溶液电解精炼铜电镀

CuCu

CuSO4溶液电解原理的应用电镀、电解精炼铜应用三

2021/5/916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CuCu

CuSO4溶液电解精炼铜电镀、电解精炼铜应用三

2021/5/9172021/5/918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

CuCu

CuSO4溶液电解精炼铜粗铜纯铜2021/5/919铜的电解精炼纯铜粗铜2021/5/920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2021/5/921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CuSO4实验室用铜和硫酸制取CuSO4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10mL18mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，发生反应：Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O。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：△2021/5/922巩固和提高

（1）甲学生进行了下列实验：取6.4g铜片和10mL18mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，发生反应：

Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O。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CuSO4实验室用铜和硫酸制取CuSO4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+O22CuO，CuO+H2SO4=

CuSO4+H2O。对比甲的方案，乙同学方案的优点是

。

获取等量的CuSO4，乙消耗的硫酸的用量更少，且不产生污染物SO2。△2021/5/923巩固和提高

2CuO，CuO+H2SO4实验室用铜和硫酸制取CuSO4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+O22CuO，CuO+H2SO4=

CuSO4+H2O。对比甲的方案，乙同学方案的优点是

。2021/5/924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Cr2O72—酸性工业废水，按下面的方法处理：①往工业废水中加入适量NaCl②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

；2021/5/925拓展与延伸电化学方法处理污水（2）Fe-2e－

=Fe2+（2）电极反应式：阳极

，阴极

；2H++2e－

=H2↑

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Cr2O72—酸性工业废水，按下面的方法处理：①往工业废水中加入适量NaCl②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

；2021/5/926拓展与延伸电化学方法处理污水

（3）6Fe2++Cr2O72—+14H+=6Fe3++

2Cr3++7H2O

（3）由Cr2O72—

转化为Cr3+

的离子方程式为_______________（2）电极反应式：阳极

，阴极

；

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Cr2O72—酸性工业废水，按下面的方法处理：①往工业废水中加入适量NaCl②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

；2021/5/927拓展与延伸电化学方法处理污水（4）在阴极反应及Cr2O72—与Fe2+反应过程中，H+被大量消耗，促使水的电离平衡向电离方向移动，OH-大量增加，促使Fe3+、Cr3+最终转化为Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀

（4）电解过程Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀是怎样产生的?（3）由Cr2O72—

变Cr3+

的离子方程式为_______________（2）电极反应式：阳极

，阴极

；

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Cr2O72—酸性工业废水，按下面的方法处理：①往工业废水中加入适量NaCl②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

；（4）在阴极反应及Cr2O72—与F