电解原理及其应用好.ppt
电解原理及其应用好现在学习的是第1页，共25页练习o分析下图，哪些是原电池分析下图，哪些是原电池o哪些是电解池哪些是电解池1、3、56、7现在学习的是第2页，共25页一、电解池一、电解池1、电解：、电解：在在直流电直流电的作用下，在的作用下，在两极两极上分别发生上分别发生氧化氧化反应和反应和还还原原反应的过程。反应的过程。2、电解池：、电解池：将将电能电能转化为转化为化学能化学能的装置的装置知识回顾知识回顾3、形成电解池的、形成电解池的条件条件、与、与电源电源相连的相连的两个两个电极电极、电解质溶液电解质溶液或或熔融熔融电解质电解质、形成、形成闭合回路闭合回路CCCuCl2溶液溶液现在学习的是第3页，共25页与与电源电源负极负极相连的电极相连的电极(2)、电极、电极与与电源电源正极正极相连的电极相连的电极阴极：阴极：阳极：阳极：(3)、电极反应、电极反应阴极：阴极：阳极：阳极：(4)、电池反应、电池反应:（1）、电路：）、电路：外电路外电路内电路内电路电子电子流向：流向：电流电流方向：方向：阴离子：阴离子：阳离子阳离子：二、电解原理二、电解原理氧化氧化反应反应还原还原反应反应向阳极移动向阳极移动向阴极移动向阴极移动1、工作原理、工作原理现在学习的是第4页，共25页2、用惰性（石墨）电极、用惰性（石墨）电极电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠通电前通电前,Na,Na+Cl Cl-在在 _ _ 运动。运动。通电后通电后,Na,Na+向向_ _ 极极(与电源与电源_ _ 相连相连)移动，移动，ClCl-向向_极极(与电源与电源_相连相连)移动。移动。电子从电源负极流向电子从电源负极流向_ _ 极极,电极反应为电极反应为_,_,发生发生_反应。反应。电子从电解池阳极流向电子从电解池阳极流向_极极,电极反应为电极反应为_,_,发生发生_反应。反应。总反应为总反应为_。阴阴无规则自由无规则自由负极负极阳阳正极正极电解池阴电解池阴2NaCl 2Na+Cl2氧化氧化还原还原电源正电源正2Na+2e-=2Na2Cl-2e-=Cl2现在学习的是第5页，共25页用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：现象：阳极阳极：有气泡，有刺激：有气泡，有刺激性气味，并能使性气味，并能使 湿润的湿润的KI-淀淀 粉试纸变蓝（粉试纸变蓝（Cl2)阴极阴极：有银白色金属析出：有银白色金属析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl 现在学习的是第6页，共25页3、下面以、下面以石墨石墨为电极为电极电解氯化铜溶液电解氯化铜溶液为为例来分析。例来分析。思考：思考：为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？能力与什么因素有关？现在学习的是第7页，共25页阴极阴极：_电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，反应越容易。越强，反应越容易。常见常见阳阳离子放电顺序：离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：_电子，发生电子，发生_反应，离子反应，离子_越强，反应越容易。越强，反应越容易。当当阳极阳极为为惰性电极惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见常见阴阴离子放电顺序：离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-得得还原还原氧化性氧化性失失氧化氧化还原性还原性4、常见离子放电顺序、常见离子放电顺序现在学习的是第8页，共25页想一想想一想：若若以以铜为阳极铜为阳极,铁为阴极铁为阴极,电解电解氯化铜溶液，情况又如何？氯化铜溶液，情况又如何？阳极：阳极：Cu 2e-=Cu 2+阴极：阴极：Cu 2+2e-=Cu现在学习的是第9页，共25页阴极阴极：得得电子，发生电子，发生还原还原反应，离子反应，离子氧化性氧化性越强，反越强，反应越容易。应越容易。常见阳离子放电顺序：常见阳离子放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+阳极阳极：失失电子，发生电子，发生氧化氧化反应，离子反应，离子还原性还原性越强，反越强，反应越容易。应越容易。当阳极为惰性电极当阳极为惰性电极(石墨、铂、金石墨、铂、金)时时,常见阴离子放电顺常见阴离子放电顺序：序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-当阳极为当阳极为金属电极金属电极(除铂、金除铂、金)时，时，金属电金属电极极优先放电。优先放电。现在学习的是第10页，共25页练习：练习：以以惰性电极惰性电极电解下列溶液，请写出电电解下列溶液，请写出电极反应及电解反应极反应及电解反应(1)硫酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液硫酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液(2)盐酸、氯化铜溶液盐酸、氯化铜溶液(3)氯化钠溶液、氯化钾溶液氯化钠溶液、氯化钾溶液(4)硫酸铜溶液、硝酸银溶液硫酸铜溶液、硝酸银溶液现在学习的是第11页，共25页5、电解规律、电解规律(用用惰性电极惰性电极电解时电解时)、电解水型电解水型。如电解。如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：等溶液时其电极反应式为：阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极：阴极：4H+4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2+2H2 电解 电解后溶液中溶质的电解后溶液中溶质的质量分数质量分数增大增大，若要恢复原，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的来的浓度，只需加入一定量的水水即可。即可。PH变化变化 阳极：阳极：阴极：阴极：溶液：溶液：现在学习的是第12页，共25页5、电解规律、电解规律(用用惰性电极惰性电极电解时电解时)、电解、电解电解质电解质型。即本身被电解。如电解盐酸、型。即本身被电解。如电解盐酸、CuCl2溶液等时溶液等时 电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一通入一定量的定量的HCl气体气体)阳极：阳极：2Cl 2eCl2阴极：阴极：2H+2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2+H2 电解电解盐酸电解盐酸PH变化变化 阴极：阴极：溶液：溶液：现在学习的是第13页，共25页5、电解规律、电解规律(用用惰性电极惰性电极电解时电解时)、电解电解质、电解电解质+水型。如电解水型。如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等溶液等放放氧氧生生酸酸型。型。阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极：阴极：2Cu2+4e2Cu总反应：总反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 电解 电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢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，需加入一定量复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物金属氧化物。电解电解CuSO4溶液溶液PH变化变化 阳极：阳极：溶液：溶液：现在学习的是第14页，共25页5、电解规律、电解规律(用用惰性电极惰性电极电解时电解时)、电解、电解电解质电解质+水水型。如电解型。如电解NaCl溶等溶等放放氢氢生生碱碱型。型。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来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，需的组成和浓度，需通通入一定量的入一定量的HCl。阳极阳极(C)：2Cl 2eCl2阴极阴极(C)：2H+2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 电解PH变化变化 阴极：阴极：溶液：溶液：现在学习的是第15页，共25页1 1.右右图图中中x x、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出,符符合这一情况的合这一情况的A 练习练习现在学习的是第16页，共25页1.1.以以石墨石墨为电极电解饱和食盐水为电极电解饱和食盐水阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2 已知其电解反应为：已知其电解反应为：请根据方程式分析哪些离子在电极上发生反应。请根据方程式分析哪些离子在电极上发生反应。在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔在工业生产中，用阳离子交换膜将阴极区与阳极区隔开，使阴极区的开，使阴极区的OH-不能进入阳极区，为什么要这么做不能进入阳极区，为什么要这么做？二、电解原理的应用二、电解原理的应用.现在学习的是第18页，共25页电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀件待镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液2.2.电镀电镀.阳极阳极:阳极：阳极：镀层金属镀层金属.电镀液：电镀液：含有镀层金属离子的电解质含有镀层金属离子的电解质.阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品.Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+阴极阴极:CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu思考：电解质溶液的思考：电解质溶液的浓度浓度如何变化？如何变化？现在学习的是第19页，共25页精铜电极精铜电极粗铜（含铁银）电极粗铜（含铁银）电极电解电解CuSOCuSO4 4CuSOCuSO4 4 的浓度是否改变？为什么？的浓度是否改变？为什么？3.3.电解精制铜电解精制铜.Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+阳极阳极:Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+阳极泥（银）阳极泥（银）阴极阴极:CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu现在学习的是第20页，共25页4.4.冶炼金属冶炼金属.(1).(1).电解熔融状态的氯化钠电解熔融状态的氯化钠.阳极阳极:2Cl 2Cl-2e2e-=Cl=Cl2 2阴极阴极:2Na2Na+2e+2e-=2Na=2Na总反应式：总反应式：2NaCl(2NaCl(熔融熔融)2Na +Cl)2Na +Cl2 2 通电通电(2).(2).冶炼铝冶炼铝.阳极阳极:阴极阴极:总反应式：总反应式：6O6O2-2-12 e-12 e-=3O=3O2 24Al4Al3+3+12e+12e-=4Al=4Al通电通电2Al2Al2 2O O3 3 4Al+3O 4Al+3O2 2(3).(3).冶炼镁冶炼镁.思考：思考：1.1.为什么不电解熔融的为什么不电解熔融的AlClAlCl3 3？2.工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的工业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？氯化镁？现在学习的是第21页，共25页电解池电解池能量转换能量转换离子的迁移方向离子的迁移方向发生氧化反应的发生氧化反应的电极电极 发生还原反应的发生还原反应的电极电极 电能转化为化学能电能转化为化学能阳阳极（接电源正极）极（接电源正极）阴阴极（接电源负极）极（接电源负极）阴阴离子向离子向阳阳极迁移极迁移阳阳离子向离子向阴阴极迁移极迁移原电池原电池化学能转化为电能化学能转化为电能负负极极正正极极阴离子向阴离子向负负极迁移极迁移阳离子向阳离子向正正极迁移极迁移相同点相同点(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现在学习的是第22页，共25页FeCu氯化铜氯化铜溶液溶液氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应、还原反、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应、还原反应应ABDCFeCu氯化钠氯化钠溶液溶液练练 习习现在学习的是第23页，共25页2.在标准状况下，用铂电极电解在标准状况下，用铂电极电解CuSO4溶液，当阴极产生溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出的气体是（铜时，阳极放出的气体是（）A、1.12L H2 B、1.12L O2 C、2.24L H2 D、2.24LO2B3.在铜的精炼过程在铜的精炼过程 中，下列说法错误的是（中，下列说法错误的是（）A、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化B、阴极上首先析出铜、阴极上首先析出铜C、粗铜不断溶解、粗铜不断溶解D、电解溶液为硫酸铜溶液、电解溶液为硫酸铜溶液A现在学习的是第24页，共25页 4.在外界提供相同电量的条件下，在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或或Ag+分别按分别按Cu2+2e-=Cu和和Ag+e-=Ag在电极上放电，其析出铜在电极上放电，其析出铜的的质量为的的质量为1.92 g，则析出银的质量为（，则析出银的质量为（）A、1.62 g B、6.48 g C、3.24 g D、12.96 gB 5.将分别盛有熔融将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比为（的物质的量之比为（）A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:2D现在学习的是第25页，共25页
