预备班化学选修4课件.ppt

1、第四章 电化学基础,4.3 电解池(一) 电解原理,知识回顾,1、电解质是指在_能够导电的化 合物。 2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。 3、原电池是_ 的装置 。 4、构成原电池的条件是,水溶液或熔融状态下,水溶液,熔融,自由移动离子,把化学能转化为电能,a.两个电极、b.电解质溶液或熔融态电解质、c.形成闭合回路,探究实验2,如图所示，将两根石墨棒浸入盛有CuCl2溶液的U形管中 ，把湿润的KI-淀粉试纸放在与电源正极相连的电极附近，再接通18V直流电,观察现象。 约35min后切断电源。,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,

2、电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,电解池中离子和电子的移动方向,实验结果交流,实验记录,有气泡逸出,有红色固体析出,氯气,铜,使淀粉碘化钾试纸变蓝,（阴极）,（阳极）,离子移动 通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极， Cl移向阳极；,电极反应：,2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,一、电解原理：,阳极：,阴极：,1.电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极发生 氧化还原反应的过程，叫做电解。,2.电解池：,电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,3.构成电解池的条件：,直流电源；

3、,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,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,练习,分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,放电顺序：,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。,S2IBrClOH 含氧酸根,阳极：还原性强的离子先失电子,Ag+Hg2+Cu2+H+ Na+ K+,电解质在水溶液中放电规律,掌握,电解硫化钠溶液中会有怎样的结果：,离子放电的顺序,H+ Na+,S2 OH,S2 2e S,2H+ +2eH2 ,阳极 ：,阴极：,思考,1同一溶液中的下列离子，在电解过程中最容易失去电子的是() AOH BI CCl DSO42

4、,2电解CuCl2与NaCl的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为( ) AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2,3电解池中，阳极的电极材料一定() A发生氧化反应 B与电源正极相连 C是铂电极 D得电子,B,B,B,1.分析溶液中存在的所有离子（包括水的电离）、并分成阳离子组和阴离子组。 2.根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒） 3.由阴阳两电极反应式，合并得总反应式。（弱电解质的须保持分子形式）,写电极反应【方法小结】,练习1以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程

5、式。 NaCl溶液: CuSO4溶液:,不变,1.28,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,第四章 电化学基础,4.3 电解池(二) 电解池的应用,二、电解原理的应用,1.氯碱工业,电解饱和食盐水制取氢氧化钠、氯气、氢气用来生产系列化工产品,思考: （1）通电前，饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样？ （2）通电后，溶液中的在阴、阳放电的是什么离子？ （3）电解后，在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？怎样初步检验两极产物的生成?,现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红,实验装置,电解饱和食盐水可以制造烧碱、氯气和氢气。,动动手

6、：,请写出阳极和阴极的电极反应式，以及总反应式,（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽 阴极：碳钢 阳极：钛 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)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用： a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸； b、避免氯气和氢氧化钠反应 ，而影响氢氧化钠的产量。,氯碱工业:离子交换膜法制烧碱,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,精制食盐

7、水,杂质的除去过程：zxxk,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,2. 电镀,电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，,电极： 阳极镀层金属 阴极待镀金属制品,电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。,(1).铜的电解精炼,粗铜 含杂质(Zn、Fe 、Ni 、Ag 、Au等),纯铜,粗铜,阳极：,Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e- Cu Cu2+2e-,Zn Fe Ni CuAg Au,阴极: Cu2+ + 2e- Cu,阳极泥,CuSO4溶液,阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,4、电冶金,制取金

8、属钠,电解熔融状态的氯化钠。,阳极：,2Cl - 2e- = Cl2,阴极：,2Na+ + 2e- = 2Na,总反应：,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ,目的：使金属离子获得电子，还原为单质,电解熔融氯化钠制钠,阳极：6O2-12 e- =3O2 阴极：4Al3+ + 12e- =4Al,冶炼铝,原理:,助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠） 阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充zxx,思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?,冶炼铝设备图,烟罩,CuCl2溶液,原电池电解池比较,练习,分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,1. a 、b哪一极为正

9、极？,2. 若要给铁叉镀锌， a极选用什么材料？ 选择何种溶液？,思考:,e-,金属性强弱的判断 已知M+N2+=M2+N Pt极电解相同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M N与E有导线相连放入E的硫酸盐溶液,电极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为,答案：PMNEzxxk,工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4 1.电解时,应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会 , 2.阳极反应式为 , 3.总电解反应式为 .,2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2,答案:Fe 增大 MnO42_e- =MnO4,电解计算电子守恒法 例

10、1 ：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.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.,O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH,计算关系式：,例2 ： 用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol,则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A,把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，通电，一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 A.1:2:3 B:3:2:1 C.6:3:1 D:6:3:2 （ ）,D,1.右图中x