第三节_电解池.ppt

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1、福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组我们在初中学习了水的电解，你我们在初中学习了水的电解，你还记得现象是什么吗？还记得现象是什么吗？1、气体生成（比例）、气体生成（比例）2、你能解释为什么生成、你能解释为什么生成气体的比例为气体的比例为2 1吗？吗？H2O福和高级中学化学组福和高级中学化学组一、电解原理一、电解原理实验实验4 2：电解：电解CuCl2溶液溶液分析装置中发生什么变分析装置中发生什么变化，进行了什么反应？化，进行了什么反应？阳极：与电源正极相连阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连阴极：与电源负极相连福和高级中学化学组福和高级中学化学组实验现象

2、：电流表的指针发生偏转；实验现象：电流表的指针发生偏转；阴极石墨棒周围阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色变溶液绿色变深，阳极石墨棒周围深，阳极石墨棒周围CuCl2溶液绿溶液绿色变浅；色变浅；阴极阴极石墨棒上逐渐覆盖了石墨棒上逐渐覆盖了一层一层红色固体红色固体，阳极阳极石墨棒上有石墨棒上有气气泡泡放出，并可闻到刺激性的气味，放出，并可闻到刺激性的气味，同时看到同时看到湿润的碘化钾淀粉湿润的碘化钾淀粉试纸变试纸变为为蓝色蓝色。福和高级中学化学组福和高级中学化学组实验实验结论：结论：在通直流电的条件下，溶液里的在通直流电的条件下，溶液里的CuCl2发生了分解反应：发生了分解反应：CuCl2 = CuC

3、l2Cu生成于生成于阴极阴极的石墨棒上，的石墨棒上，Cl2生成于生成于阳极阳极的石墨棒上。的石墨棒上。福和高级中学化学组福和高级中学化学组原理分析：原理分析：CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成中电离生成Cu2和和Cl。CuCl2Cu22Cl 通电前，通电前，Cu2和和Cl在水里自由地移动着；通电后，在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的动。溶液中带正电的Cu2向阴极移动，带负电的氯离向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成

4、铜子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。阴化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。阴极：极：Cu22eCu 阳极：阳极：Cl2e Cl2 电解电解CuCl2溶液的化学反应方程式：溶液的化学反应方程式：CuCl2=CuCl2福和高级中学化学组福和高级中学化学组使电流通过电解质溶液而在阴、阳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两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。电解。 1、电解的概念、电解的概念注意：注意：电流必须是直流而不是交

5、流。电流必须是直流而不是交流。熔融态的电解质也能被电解。熔融态的电解质也能被电解。福和高级中学化学组福和高级中学化学组2、电解池、电解池:借助于电流引起氧化还原反借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。的装置叫做电解池或电解槽。 3、构成电解池的、构成电解池的条件条件（1）直流直流电源。电源。（2）两个电极。其中与电源的）两个电极。其中与电源的正极正极相连相连的电极叫做的电极叫做阳极阳极，与电源的，与电源的负极负极相连的相连的电极叫做电极叫做阴极阴极。（3）电解质）电解质溶液溶液或或熔融态电解质熔融态电解质。福和高级

6、中学化学组福和高级中学化学组4、两电极及电极反应、两电极及电极反应阳极（与电源阳极（与电源正极正极相连）：相连）：氧化氧化反应反应阴极（与电源阴极（与电源负极负极相连）：相连）：还原还原反应反应福和高级中学化学组福和高级中学化学组思考：思考：1、在的氯化铜溶液中存在哪、在的氯化铜溶液中存在哪些离子？些离子？2、为什么是、为什么是Cu2+得到电子而得到电子而不是不是H+？为什么是？为什么是Cl失去失去电子而不是电子而不是OH？福和高级中学化学组福和高级中学化学组离子放电顺序：离子放电顺序：阳离子得到电子或阴离子失去电子而使阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做离子所带

7、电荷数目降低的过程又叫做放电放电。用用石墨、金、铂石墨、金、铂等还原性很弱的材料制等还原性很弱的材料制做的电极叫做做的电极叫做惰性电极惰性电极，理由是它们在一，理由是它们在一般的通电条件下般的通电条件下不发生不发生化学反应。用化学反应。用铁、铁、锌、铜、银锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电等还原性较强的材料制做的电极又叫做极又叫做活性电极活性电极，它们做电解池的，它们做电解池的阳极阳极时，先于其他物质发生氧化反应。时，先于其他物质发生氧化反应。福和高级中学化学组福和高级中学化学组阴极阴极上放电的先后顺序是：上放电的先后顺序是：AgHg2Fe3+Cu2H+（酸）（酸）Fe2Zn2H+（水）（水

8、）Al3+ Mg2+ Na+Ca2+K+ ；阳极阳极上放电的先后顺序是：上放电的先后顺序是：金属电极金属电极 S2IBrClOH （含氧酸（含氧酸根）根） F福和高级中学化学组福和高级中学化学组试思考：试思考：如果电解如果电解CuSO4溶液，将会生溶液，将会生成什么物质？成什么物质？福和高级中学化学组福和高级中学化学组右图中右图中x、y分别是直流电源两分别是直流电源两极，通电后发现极，通电后发现a极板质量增极板质量增加，加，b极板处有无色无臭气体极板处有无色无臭气体放出，符合这情况的放出，符合这情况的福和高级中学化学组福和高级中学化学组根据金属活动顺序表，根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反

9、应：不能发生如下反应： Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2，但选择恰当电极材料但选择恰当电极材料 和电解液进行电解，这个和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四反应就能变为现实。下列四 种电极材料和电解种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是：液中，能实现该反应最为恰当的是：ABCD阳极阳极石墨石墨CuCuCu阴极阴极石墨石墨石墨石墨FePt电解液电解液 CuSO4Na2SO4H2SO4H2O福和高级中学化学组福和高级中学化学组二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气氯碱工业氯碱工业食盐水中存在哪些离子：食盐水中存

10、在哪些离子：Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-根据放电顺序，试判断根据放电顺序，试判断两电极上分别发生什么两电极上分别发生什么变化？变化？福和高级中学化学组福和高级中学化学组阳极：阳极：2Cl-2e- = Cl2阴极：阴极：2H+ + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通电通电福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组思考：思考：如果用右图装如果用右图装置电解置电解CuSO4溶液，会出现溶液，会出现什么现象？什么现象？Cu FeCuSO4溶液溶液主要分析各电主要分析各电极的放电情况极的放电情况福和高级中学化学组福和高级中学化学组2

11、、电镀、电镀在某些金属表面镀上一薄层其他在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法金属或合金的方法阳极：阳极：镀层金属镀层金属阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金属的电解质属的电解质电镀的特别要求：电镀的特别要求：福和高级中学化学组福和高级中学化学组电镀原理用于精炼铜电镀原理用于精炼铜电极反应式电极反应式阴极阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 阳极阳极：Cu2e- = Cu2+杂质：杂质：Zn2e- = Zn2+ Ni2e- = Ni2+阳极泥：相对不活泼的金属以单质形式阳极泥：相对不活泼的金属以单质形式沉积在电解槽底，形成阳极泥沉积在电解槽底，形成阳极

12、泥福和高级中学化学组福和高级中学化学组3、电冶金、电冶金使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法等活泼金属的方法电解熔融状态的氯化钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠制取金属钠阳极：阳极：2Cl-2e- = Cl2阴极：阴极：2Na+ + 2e- = 2Na2NaCl 2Na +Cl2 电解电解福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组福和高级中学化学组原电池与电解池的区别原电池与电解池的区别原电池原电池电解池电解池装置特点装置特点化学能化学能转变为转变为电能电能电能电能转变为转变为化学能化学能反应特征反应特征自发自发反应反应非自发非自发反应反应形成

13、条件形成条件电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路活动性不同的两极活动性不同的两极阴阳电极连直流电源阴阳电极连直流电源电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路电极名称电极名称负极负极正极正极阴极阴极阳极阳极电极反应电极反应 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应 还原反应还原反应氧化反应氧化反应福和高级中学化学组福和高级中学化学组关于电解的基本计算关于电解的基本计算第三课时第三课时福和高级中学化学组福和高级中学化学组一、单一溶液的电解一、单一溶液的电解例例1：用两个惰性电极插入：用两个惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解。当转移溶液中，通电电解。当转移2mol电子时（设电解时阴极没有氢电子

14、时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液体积变化可以忽气逸出，且电解液体积变化可以忽略），电极上析出的质量是多少？略），电极上析出的质量是多少？福和高级中学化学组福和高级中学化学组二、混合溶液的电解二、混合溶液的电解例例2：在：在100mL H2SO4和和CuSO4的混的混合液中用石墨做电极电解，两极均合液中用石墨做电极电解，两极均收集到收集到2.24L气体（标况），则原混气体（标况），则原混合液中合液中Cu2+的物质的量浓度为的物质的量浓度为（ ） A. 1moL/L B. 2moL/L C. 3moL/L D. 4moL/L福和高级中学化学组福和高级中学化学组三、非惰性电极做阳极的电解三、非

15、惰性电极做阳极的电解例例3：用质量均为：用质量均为100g的铜做电极，电解的铜做电极，电解足量的足量的AgNO3 溶液，一段时间后，两溶液，一段时间后，两电极质量相差电极质量相差28g，此时两电极质量分，此时两电极质量分别为：别为：A.阳极阳极93.6g 阴极阴极121.6gB.阳极阳极100g 阴极阴极128gC.阳极阳极91.0g 阴极阴极119.0gD.阳极阳极86.0g 阴极阴极114.0g福和高级中学化学组福和高级中学化学组四、串联电路的电解：四、串联电路的电解：例例4：福和高级中学化学组福和高级中学化学组如上图所示，通电后如上图所示，通电后A极上析出极上析出Ag，对该，对该装置的有

16、关叙述正确的是（装置的有关叙述正确的是（ ） A.P是电源的正极是电源的正极B.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH 4e=2H2O + O2C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两两极外，其余电极均参加了反应极外，其余电极均参加了反应D.通电后，甲池通电后，甲池PH减小，而乙、丙两池溶减小，而乙、丙两池溶 液液PH不变不变福和高级中学化学组福和高级中学化学组四、串联电路的电解：四、串联电路的电解：例例5：把两个电解槽串联起来如下图所示，：把两个电解槽串联起来如下图所示，电解一段时间后，铜阴极的质量增加了电解一段时间后，铜阴极的质量增加了19.2g，金属，金

17、属X阴极质量增加了阴极质量增加了19.5g，已，已知知X的相对原子质量为的相对原子质量为65，求，求X离子所带离子所带电荷数？电荷数？福和高级中学化学组福和高级中学化学组小结：小结：电解池计算要注意的方面：电解池计算要注意的方面：1、放电顺序，可能出现多种离子放电、放电顺序，可能出现多种离子放电2、在电解过程中，得失电子守恒、在电解过程中，得失电子守恒福和高级中学化学组福和高级中学化学组课后作业：课后作业：用直流电源电解用直流电源电解1L 2mol/L的的NaCl的溶液的溶液 （1）若在阴极上收集到）若在阴极上收集到22.4L气体（标气体（标况），则可在阳极收集到多少气体？况），则可在阳极收集

18、到多少气体？ （2）当阴极上收集到）当阴极上收集到44.8L （标况）气（标况）气体时，可在阳极收集到多少气体？体时，可在阳极收集到多少气体？ （3）假设溶液体积不变，此时溶液的）假设溶液体积不变，此时溶液的pH为多少？为多少？福和高级中学化学组福和高级中学化学组电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池定义定义将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置的装置应用电解原理将不应用电解原理将不纯的金属提纯的装纯的金属提纯的装置置应用电解原理在某些金应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属表面镀上一层其它金属的装置。属的装置。形成形成条件条件两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶电极

19、插人电解质溶液液形成闭合回路形成闭合回路不纯金属接电源不纯金属接电源正极纯的金属接电正极纯的金属接电源负极源负极电解质溶液须待电解质溶液须待提纯金属的离子提纯金属的离子镀层金属接电源正极镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金属的离子属的离子电极电极名称名称阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件电极电极反应反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应知识巩固：知识巩固：福和高级中学化学组福和高级中学化学组