电解池课件.ppt

第三节第三节 电解池电解池氢氢气气氧氧气气 电解电解电解水电解水：2 H2O=2 H2 O2+_1、电解质是指在、电解质是指在_能够导能够导电的化合物。电的化合物。2、电离是指电解质在、电离是指电解质在_或或_状态下离解成状态下离解成_的过程。的过程。3、原电池是、原电池是_ 的装置的装置。4、构成原电池的条件、构成原电池的条件 探究实验探究实验1 1 石墨石墨 石墨石墨实验实验4-24-2实验现象？为什么？实验现象？为什么？1.电解：电解：使直流电通过电解质溶液使直流电通过电解质溶液 而在阴、阳两极引起氧化而在阴、阳两极引起氧化 还原反应的过程，叫做电解还原反应的过程，叫做电解2.电解池：电解池：把把电能转变为化学能的装置电能转变为化学能的装置一、电解原理一、电解原理(电解槽电解槽)3.3.构成电解池的条件：构成电解池的条件：直流电源直流电源阴极阴极:与电源负极相连与电源负极相连 阳极阳极:与电源正极相连与电源正极相连 阴、阳阴、阳 电极电极电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质形成闭合回路形成闭合回路 4、以电解、以电解CuCl2为例为例通电前通电前 阴极阳极通电后通电后5、阴阳离子放电能力、阴阳离子放电能力通电后：通电后：Cu2+、移向阴极移向阴极 Cl、移向阳极移向阳极电极反应：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：Cu2+2Cl=Cu+Cl2电解电解阴离子失去电子阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫阳离子得到电子的过程叫放电放电影响离子放电影响离子放电能力能力的因素：的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力、离子的浓度离子的浓度大小大小二、有关电解的几个知识点二、有关电解的几个知识点1、电子的流动方向、电子的流动方向 电源负极电源负极 电解池阴极电解池阴极 溶液中的阳离子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的阴离子向阳极移动 在阳极表面失去电在阳极表面失去电子子 电子沿阳极回到电源正极电子沿阳极回到电源正极2、电解池阴阳极的判断、电解池阴阳极的判断 见见P练练723、电极产物的判断、电极产物的判断（1）阳极产物的判断阳极产物的判断A、活性金属电极活性金属电极(除除Pt、Au外的金属外的金属)金属电极金属电极本身本身失电子，被溶解，生成失电子，被溶解，生成 对应金属阳离子对应金属阳离子。B、惰性电极惰性电极(Pt、Au、C)阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子阴离子放电放电顺序顺序一般一般为为：S2IBrCl OH含氧酸根含氧酸根F（2）阴极产物的判断阴极产物的判断电极材料电极材料不会放电不会放电，直接，直接考虑阳考虑阳离子离子放电放电，阳离子放电顺序，阳离子放电顺序一般为一般为：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K（与金属活动性顺序相反）（与金属活动性顺序相反）思考思考?惰性电极惰性电极电解硫酸钠溶液中电解硫酸钠溶液中会有怎样的结果会有怎样的结果?H H2 2O O H H+OH+OH Na2SO4 2 2Na+SO42-离子放电的顺序离子放电的顺序阳离子阳离子阴离子阴离子H+Na+OHSO42总反应：总反应：2H2O O2+2H2 电解4OH4e2H2O+O2阳极阳极：4H+4e2H2 阴极：阴极：（1 1）分析电解质溶液中存在的所有离子）分析电解质溶液中存在的所有离子（2 2）根据离子放电顺序，阳离子在阴极发生）根据离子放电顺序，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，还原反应，而阴离子在阳极发生氧化反应，写出电极反应式写出电极反应式（3 3）由阴阳两电极反应式，合并得总反应式）由阴阳两电极反应式，合并得总反应式4 4、分析惰性电极、分析惰性电极电解反应的一般方法电解反应的一般方法练习：用惰性电极电解下列电解质溶液练习：用惰性电极电解下列电解质溶液 （1 1）NaOHNaOH溶液溶液（2 2）HClHCl溶液溶液（3 3）CuSO4CuSO4溶液溶液（4 4）AgNO3AgNO3溶液溶液（5 5）KClKCl溶液溶液试写出电极反应式、总反应的化试写出电极反应式、总反应的化学方程式和离子方程式？学方程式和离子方程式？例例1 pH1 pHa a的某电解质溶液中，插入两支的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的的pHpHa a，则该电解质可能是，则该电解质可能是()A ANaOHNaOH B BH H2 2SOSO4 4 C CAgNOAgNO3 3 D DNaNa2 2SOSO4 4例例2 2 用惰性电极实现电解，下列说法用惰性电极实现电解，下列说法正确的是正确的是()A A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液故溶液pHpH不变不变B B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OHOH，故溶液故溶液pHpH减小减小C C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为上析出产物的物质的量之比为1212D D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为上析出产物的物质的量之比为1111 6 6、电解池与原电池的比较、电解池与原电池的比较直流电源直流电源直流电源直流电源阴阳极阴阳极阴阳极阴阳极电解质电解质电解质电解质形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路自发发生氧还反应自发发生氧还反应自发发生氧还反应自发发生氧还反应形成形成条件条件将电能转变成化学能的将电能转变成化学能的将电能转变成化学能的将电能转变成化学能的装置装置装置装置将化学能转变成电能的将化学能转变成电能的将化学能转变成电能的将化学能转变成电能的装置装置装置装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装置电源负极电源负极电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：阳极：阳极：氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电中的阴离子失电子或电极金属失电子极金属失电子极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：阴极：阴极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子负极：负极：负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子失电子失电子正极：正极：正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：负极：负极：较活泼金属较活泼金属较活泼金属较活泼金属正极：正极：正极：正极：较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极负极负极 正极正极正极正极导线导线导线导线三、电解原理的应用三、电解原理的应用1 1、氯碱工业、氯碱工业阅读教材阅读教材8080 在在NaClNaCl溶液中溶液中,NaCl,NaCl电离出电离出 ，H H2 2O O电离出电离出 。通电后，在电场的作用下，通电后，在电场的作用下，向阴极向阴极 移动，移动，向阳极移动。向阳极移动。在阳极，由于在阳极，由于 容易失电子，被氧化生成容易失电子，被氧化生成 在阴极，由于在阴极，由于 容易得电子容易得电子,被还原生成被还原生成 。使使H H2 2O O电离向右移动，因此阴极电离向右移动，因此阴极 浓度增大，浓度增大，PHPH 。阳极：阳极：2Cl2Cl-2e-2e-=Cl =Cl2 2阴极：阴极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2阴极产物阴极产物阳极产物阳极产物电解饱和食盐水必须解决两个主要问题电解饱和食盐水必须解决两个主要问题(1)Cl(1)Cl2 2接触接触NaOHNaOH溶液会反应，使产品不纯，溶液会反应，使产品不纯，生成物生成物H H2 2和和ClCl2 2混合混合，混合遇火或遇强光爆炸混合遇火或遇强光爆炸解决解决方法：使用离子交换膜使用离子交换膜（2 2）精精制制食盐水食盐水泥沙、泥沙、NaNa+、ClCl-、MgMg2+2+、CaCa2+2+、FeFe3+3+、SOSO4 42-2-NaNa+、ClCl-、MgMg2+2+、CaCa2+2+、FeFe3+3+、SOSO4 42-2-NaNa+、ClCl-、MgMg2+2+、CaCa2+2+、FeFe3+3+、引引入入BaBa2+2+NaNa+、ClCl-、CaCa2+2+、BaBa2+2+、引入引入OHOH-NaNa+、ClCl-、COCO3 32-2-、OHOH-NaNa+、ClCl-沉降沉降除泥沙除泥沙 过量过量BaCl2除除SO42-过量过量NaNa2 2COCO3 3除除CaCa2+2+、BaBa2+2+过量过量NaOH除除FeFe3+3+、MgMg2+2+适量适量HClHCl溶液溶液调节调节PHPH，除，除COCO3 32-2-、OHOH-2 2、电镀电镀（1 1）定义：电镀是应用电解原理在某些）定义：电镀是应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方法。金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。（2 2）电镀池的构成条件：）电镀池的构成条件：阳极：镀层金属阳极：镀层金属 阴极：待镀金属制品阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金属离子的电解质电镀液：含有镀层金属离子的电解质（3 3）电镀目的：使金属增强抗腐蚀能电镀目的：使金属增强抗腐蚀能 力，增加美观和表面硬度。力，增加美观和表面硬度。（4 4）应用：粗铜的精炼）应用：粗铜的精炼粗铜所含的杂质粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+纯铜纯铜粗铜粗铜CuSO4溶液溶液粗铜的精炼粗铜的精炼阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：CuCu2e2eCuCu2+2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：CuCu2+2+2e+2eCuCu粗铜中粗铜中AgAg、AuAu以以单质单质的形式沉积在电解的形式沉积在电解槽底部槽底部,形成形成阳极泥阳极泥;其他杂质以其他杂质以离子形式离子形式进入电解质溶液。进入电解质溶液。3 3、电冶金（适于冶炼活泼金属钠、镁、铝等）、电冶金（适于冶炼活泼金属钠、镁、铝等）（1）制取金属钠）制取金属钠电解熔融态的氯化钠电解熔融态的氯化钠阳极：阳极：2Cl2Cl-2e2e-=Cl=Cl2 2阴极：阴极：2Na+2e-=2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融)2Na +Cl2（2 2）制取金属铝）制取金属铝电解熔融态的氧化铝电解熔融态的氧化铝阳极：阳极：6O6O2 2-12e12e-=3O=3O2 2阴极：阴极：4Al4Al3 3+12e+12e-=4Al=4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融)4Al +3O2 冰晶石（3 3）金属冶炼的一般方法：）金属冶炼的一般方法：电解法、热还原法、热分解法电解法、热还原法、热分解法