2018年优课系列高中化学人教选修四43电解池课件42张x

电解池1799年意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的电池，使人类第一次获得了可供实用的持续电流。1800年英国的尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功，使人们认识到可以将电用于化学研究。1807年戴维选择了当时还不知道成分的木灰（即苛性钾）和苏打作研究对象，以他坚强的毅力和对化学的执着通过电解的方法发现钾、钠两元素。戴维知识回忆

G

ZnCuCCCuCl2溶液写出右图装置的电极反应、总反应的化学方程式。负极：Zn–2e-=Zn2+正极：Cu2+

＋2e-=Cu电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液问题：若把上图装置改成下图,这还是原电池装置吗？是否有反应发生上图装置是原电池装置,是利用自发的氧化还原反应把化学能转变成电能的装置。阳极阴极

现象判断产物反应方程式氯气铜产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体有红色固体析出实验现象及结论CuCl2

==Cu+Cl2↑通电实验探究CCuCl2溶液+-C把电能转化为化学能的装置，又叫做电解槽。

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。一、电解原理1.电解：2.电解池：3.电极：阳极：阴极：与电源的正极相连，发生氧化反应与电源的负极相连，发生还原反应实质是电解质溶液导电的过程4.电解池的构成条件：①与电源相接的两个电极；②电解质溶液或熔融电解质；③形成闭合回路。

电子从电源负极

↓

流向电解池阴极

↓溶液中的阳离子向阴极移动并在阴极获得电子，

↓

同时溶液中的阴离子向阳极

移动.在阳极表面失去电子

↓

电子沿阳极回到电源正极5.电解过程2、符合电解原理的是：①电解是把化学能转变为电能②电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化③不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理可以实现④原电池的负极与电解池的阳极发生的都是氧化反应⑤电解时电子从电源负极沿导线流入电解池阴极经电解质溶液流到阳极①②③④；②③④⑤；②③⑤；②③④；√练习1、右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是a为负极、b为正极；a为阳极、b为阴极；电解过程中，d电极质量增加；电解过程中，氯离子浓度不变；√Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阴极：氧化性强的阳离子先得电子活性电极>S2->I->Br->Cl->OH-

>NO3->SO42->F-

阳极：如果阳极是活性电极（除了Au、Pt、C）则是金属失电子如果阳极是惰性电极（Au、Pt、C）则是还原性强的离子先失电子(2)离子的放电顺序：6.水溶液中离子的放电规律(1)影响离子放电的因素①离子得失电子的能力②离子的浓度阴极材料不参与反应！！！水溶液中不可能得电子以惰性电极电解电解质溶液，分析电解过程的思维程序(1)分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。(2)然后排出阴、阳两极的放电顺序，写出两极上的电极反应式(3)合并两电极的反应式，得出电解总反应式练习：以碳棒为电极，电解下列溶液，写出电极反应式1、CuCl2HCl2、Na2SO4、H2SO4

、NaOH3、NaCl，4、AgNO3、实例电极反应浓度pH复原阴极：阳极：总反应式：实例电极反应浓度pH复原CuCl2

CuCl2Cu+Cl2↑阳极:(Cl-OH-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(Cu2+H+)：Cu2++2e-=2Cu电解阴极阳极铜第一组：电解CuCl2减小加适量CuCl2晶体阴极阳极氧气氢气阳极(OH-SO42-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极(H+Na+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通电第二组：电解Na2SO4实例电极反应浓度pH复原Na2SO4变大不变

加H2O阴极阳极氧气氢气阳极(OH-SO42-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极(H+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通电第二组：电解H2SO4实例电极反应浓度pH复原H2SO4变大变小

加H2OH2SO4阴极阳极氧气氢气阳极(OH-):

4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极(H+Na+):4H++4e-=2H2↑2H2O==2H2↑+O2↑通电第二组：电解NaOH实例电极反应浓度pH复原NaOH变大变大

加H2O第三组：电解NaCl阴极阳极氢气氯气实例电极反应浓度pH复原NaCl阳极(Cl-OH-):2Cl--2e-=Cl2↑阴极(Na+H+):2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑电解减小增大通入适量HCl阳极第四组：电解CuSO4阴极氧气铜实例电极反应浓度pH复原CuSO4

2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极(Cu2+H+):2Cu2++4e-=2Cu减小加适量CuO固体阳极(SO42-OH-):4OH--4e-=2H2O+O2↑

减小电解电解质溶液电解规律（惰性电极）

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

ⅠⅢⅡⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型如CuCl2Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型如NaClⅡ与Ⅲ区：放氧生酸型如CuSO4、AgNO3Ⅱ与Ⅳ区：电解水型如Na2SO4、H2SO4

、NaOH阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+练习用石墨作电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，阳极有无色气体产生的是：CuSO4；FeCl3；Ba(OH)2；NaOH；√4、（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pH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1:2D、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类型电极反应特点实例(溶液)电解对象电解质浓度电解质溶液复原电解电解质型放H2生碱型放O2生酸型电解水型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电CuCl2HCl电解质减小CuCl2HCl阴极:2H++2e-=H2↑阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水HCl阴极:电解质阳离子放电阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑CuSO4电解质和水CuOCuCO3阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑NaOHH2SO4Na2SO4水增大水用惰性电极电解下列溶液减小减小

第三节电解池二、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）。

阴极：阳极：总反应：2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH电解1.电解前向溶液中滴加酚酞溶液，通电后现象是什么？阴极附近的溶液由无色变为红色。阳极：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，产生气体可以使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝色。2.两极极板上都有气体产生，如何检验两种气体？交流研讨阴极：收集纯净气体，点燃，并在上方罩一个干冷的烧杯，产生淡蓝色火焰，且烧杯壁上有水珠出现。

阴极：阳极：总反应：2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2NaCl==H2↑

+Cl2↑

+2NaOH电解(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:

.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:

.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:–+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）阳离子交换膜

阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室电解饱和食盐水的原理示意图2、电镀⑴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。⑵电镀材料的选择：阴极——镀件阳极——镀层金属电镀液——含有镀层金属离子的溶液⑶

装置：铜镀件CuSO4溶液阳极阴极（电镀铜）阳极：阴极：Cu–2e–=Cu2+

Cu2++2e–=Cu⑷电镀的特点：电镀液的浓度基本不变。阳极参加反应的电解，3、铜的电解精炼粗铜：含杂质（Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）阳极：粗铜Zn–2e–=Zn2+Fe–2e–=Fe2+Ni

–2e–=Ni2+Cu–2e–=Cu2+

ZnFeNiCuAgAu阴极：纯铜没有失e-,而以单质的形式沉降下来——阳极泥思考：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？Cu2++2e–=Cu变小。4、电冶金

电解熔融盐是冶炼像Na、Ca、Mg、Al等活泼金属的几乎是唯一可行的工业方法。(1)钠的冶炼

——电解熔融的NaCl阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通电(2)铝的冶炼——电解熔融的Al2O3阴极：

4Al3++12e-=4Al阳极：

6O2-－12e-=3O2↑总反应：

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑

通电Na3AlF6为什么不用AlCl3?AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不电离冶炼Mg用熔融的MgCl2还是MgO?用MgCl2，MgO熔点高，耗电下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是A．从E口逸出的气体是H2B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C．标准状况下每生成22.4LCl2，同时产生2molNaOHD．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO4

2-等离子，精制时先加Na2CO3溶液DB电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是A．阳极反应为Fe-2e-═Fe2+B．电解过程中溶液pH不会变化C．过程中有