人教版化学选修四-电解池ppt课件.ppt

《人教版化学选修四-电解池ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版化学选修四-电解池ppt课件.ppt（59页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第三节第三节 电解池电解池人教版选修人教版选修4 4 化学反应原理化学反应原理2H2+O2=H2O点燃点燃2H2O = 2H2 +O2通电通电1、这两个反应互为可逆反应吗？、这两个反应互为可逆反应吗？2、哪一个反应能自发进行，哪一个是、哪一个反应能自发进行，哪一个是非自发的？非自发的？水的电解水的电解在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即在给定的条件下，无需外界帮助，一经引发即能自动进行的过程或反应，称为能自动进行的过程或反应，称为自发反应自发反应。电解将电能转化为化学能，能使一些非自电解将电能转化为化学能，能使一些非自发进行的氧化还原反应持续进行，因而应发

2、进行的氧化还原反应持续进行，因而应用广泛。用广泛。 G Zn Cu CuCl2溶液溶液CCCuCl2溶液溶液ZnCu酒精溶液酒精溶液复习回顾复习回顾判断下列装置那些构成原电池？判断下列装置那些构成原电池？两个活性不同的电极两个活性不同的电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路前提：自发进行的氧化还原反应前提：自发进行的氧化还原反应形成条件形成条件质疑质疑CCCuCl2溶液溶液这还是原电池装置吗？这还是原电池装置吗？该装置能发生化学反应吗？该装置能发生化学反应吗？【实验实验4-2】用惰性电极用惰性电极(碳棒碳棒)电解氯化铜溶液电解氯化铜溶液CC阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液实验现象实

3、验现象产物验证产物验证产物确定产物确定有气泡有气泡逸出逸出有红色固有红色固体析出体析出【实验分析实验分析】思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒? ?阳离子：阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：阴离子：Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动向阴极区移动 Cl- OH-向阳极区移动向阳极区移动Cl-Cl2 OH-O2阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：思考思考3 3：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什：猜想在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？么样的电极反应？产物可能是哪些？思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通

4、电时这些微粒各向什么区移动？电解氯化铜溶液微观模拟电解氯化铜溶液微观模拟实验分析：实验分析：1.电解：电解：使使直流电直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应氧化还原反应的过程，叫做电解。的过程，叫做电解。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:与电源与电源负极负极相连相连阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连阴、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；2.电解池电解池(电解槽电解槽)：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、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。CCCuC

5、l2溶液溶液两个电极的类型：两个电极的类型： 惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应活性电极活性电极(除铂、金外的金属除铂、金外的金属)：既可以导电、又可以参与电极反应既可以导电、又可以参与电极反应惰性电极与活性电极惰性电极与活性电极CuCuCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。一、电解原理： 4、电子的流向、电子的流向:负极负极 阴极阴极 阳极阳极 正极正极e-e-电子的流向电子的流向: : 电子从外加电源的负极流出，流电子从

6、外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。(注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液注：电子只在外电路定向移动，不能从溶液中移动中移动)一、电解原理：5、离子定向移动的方向、离子定向移动的方向: 阳离子阳离子向向阴极阴极移动移动, , 阴离子阴离子向向阳极阳极移动移动. .阴阳相吸阴阳相吸 阳氧化、阴还原阳氧化、阴还原6、电极反应：、电极反应： 装置名称装置名称电极名称电极名称电极反应电极反应能量转变能量转变判断特征判断特征正、负极正、负极阴、阳极阴、阳极原原 电电 池池电电 解解 池池负极发生氧化反应负极发生氧化反应正极发生还原反应正极发

7、生还原反应阳极发生氧化反应阳极发生氧化反应阴极发生还原反应阴极发生还原反应化学能化学能 电能电能电能电能 化学能化学能构成的三个条件构成的三个条件有外加电源有外加电源比较比较一、电解原理：一、电解原理： 名词解释名词解释 ：阴离子失去电子阴离子失去电子, ,阳离子得到电阳离子得到电子的过程叫放电子的过程叫放电 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+Zn2+ H+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。易得电子。金属活动顺序的反顺序金属活动顺序的反顺序阴极阴极阳离子得电子，被还原，比较

8、阳离子氧化性阳离子得电子，被还原，比较阳离子氧化性水溶液中不可能放电水溶液中不可能放电 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 除Pt、Au失电子，被氧化，比较还原性失电子，被氧化，比较还原性金属金属 水溶液中不可能放电水溶液中不可能放电阳极放电优先考虑电极材料：阳极放电优先考虑电极材料：若阳极材料为活泼金属，则阳极放电溶解；若阳极材料为活泼金属，则阳极放电溶解；若为惰性材料，则溶液中的阴离子放电若为惰性材料，则溶液中的阴离子放电FeZnCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极CCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极阴极阴极：Cu2+2e-Cu 阳极阳极：2Cl- -2

9、e- Cl2 CuCl2 Cu+Cl2 电解电解阴极阴极：Cu2+2e-Cu 阳极阳极：Fe -2e- Fe 2+ CuCl2+ Fe Cu+ Fe Cl2电解电解例例阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原CuCl2 阳极：阳极：2Cl-2 e- =Cl2阴极：阴极：Cu2+ 2e-=2Cu减小减小接近接近7CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 电解1 1、电解电解质型、电解电解质型( (不活泼金不活泼金属的无氧酸盐、无氧酸属的无氧酸盐、无氧酸) )二、电解规律二、电解规律( (用惰性电极电解时用惰性电极电解时) )阳极阳极阴极阴极氧氧

10、气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应 浓度浓度PHPH值值复原复原NaNa2 2SOSO4 4 阳极阳极: : 4OH4OH- - -4e-4e- - = 2H2H2 2O+OO+O2 2阴极阴极: 4H : 4H + + 4e+ 4e- - = 2H 2H2 2 变大变大不不变变 加加H H2 2O ONaNa2 2SOSO4 4溶液溶液2H2H2 2O 2HO 2H2 2 +O+O2 2电解电解2 2、电解水型电解水型( (活泼金属活泼金属的含氧酸盐、强酸、含的含氧酸盐、强酸、含氧酸氧酸) )比单纯电解水速度快还是慢？比单纯电解水速度快还是慢？阳极阳极阴极阴极氯氯气气氢氢气气实例实例电极反

11、应电极反应 浓度浓度PH值值复原复原NaCl 阳极阳极: 2Cl-2e- =Cl2 阴极阴极: 2H + 2e- =H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 电解电解减小减小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液3 3、放氢生碱型、放氢生碱型( (活泼金活泼金属的无氧酸盐属的无氧酸盐) )阴极阴极实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+ 2e- =Cu减小减小减小减小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4电解电解

12、4 4、放氧生酸型、放氧生酸型( (不活不活泼金属的含氧酸盐泼金属的含氧酸盐) )阳极阳极电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl、ZnCl2与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+阳极阳极阴极阴极总电极反应

13、总电极反应AgNO3溶液溶液CC4Ag+ + 4e- = 4Ag总反应式：总反应式：4AgNO3+2H2O= 4Ag +O2 +4HNO3练习：练习：书写电解硝酸银溶液的电书写电解硝酸银溶液的电极反应式及总方程式极反应式及总方程式电解电解4OH- - 4e- = O2 +2H2O阳极阳极阴极阴极H2SO4溶液溶液CCu Cu - 2e- = Cu2+ 2H+ + 2e- = H2练习：练习：电解电解 电解质溶液：电解质溶液：H2SO4溶液溶液 阳极：金属铜阳极：金属铜原电池与电解池的结合原电池与电解池的结合有一极能与电解有一极能与电解液反应则该极为液反应则该极为原电池负极，与原电池负极，与之相

14、连的为电解之相连的为电解池的阴极。若都池的阴极。若都能反应，则活泼能反应，则活泼性最强的或两极性最强的或两极差距最大的为原差距最大的为原电池电池电解池电解池原电池原电池 1、如右图是电解氯化铜溶液的、如右图是电解氯化铜溶液的装置装置,其中其中c、d为石墨电极，则下为石墨电极，则下列有关判断正确的是列有关判断正确的是A、a为负极，为负极，b为正极为正极 B、a为阳极，为阳极，b为阴极为阴极C、电解过程中，、电解过程中，d电极质量增加电极质量增加 D、电解过程中，氯离子浓度不、电解过程中，氯离子浓度不变变【亲亲 身身 体体 验验】+阴极阴极阳极阳极阴极阴极d：阳极阳极c： 2Cl 2e Cl2Cu

15、2+ + 2e CuCCuCl2溶液溶液2、右图中、右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发分别是直流电源的两极，通电后发现现a极板质量增加，极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（符合这一情况的是（ ）a极极b极极X电极电极Z溶液溶液A锌锌石墨石墨负极负极CuSO4B石石墨墨石墨石墨负极负极NaOHC银银铁铁正极正极AgNO3D铜铜石墨石墨负极负极CuCl2A小结小结解答有关电解问题步骤解答有关电解问题步骤1.1.首先观察是否有首先观察是否有外接电源外接电源2.2.分析电解质水溶液的组成分析电解质水溶液的组成, ,找全离子分两组找全离子分两组.

16、 .3.3.观察阳极是否为金属观察阳极是否为金属, , 金属作阳极失电子金属作阳极失电子4.4.根据阴阳两极放电顺序根据阴阳两极放电顺序写出两极反应式写出两极反应式. .5.5.合并两极反应合并两极反应写出电解反应式写出电解反应式. .两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液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电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将将电能电能 转变成转变成化学能化学能的装置的装置将将化学能化学能 转变成转变成电能电能的装置的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自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应

17、不自发的氧化还原反应不自发的氧化还原反应,要在外加电场作用下才可发生要在外加电场作用下才可发生电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：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极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：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负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：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电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属

18、较活泼金属正极：正极：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）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 正极正极导线导线电解电解类型类型举举 例例电极反应电极反应溶液溶液PH变化变化溶液溶液复原复原方法方法物质类别物质类别实例实例仅溶仅溶剂水剂水电解电解 仅溶仅溶质电质电 解解 溶质溶质和溶和溶剂都剂都电解电解 含氧酸含氧酸H2SO4强碱强碱NaOH活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阴极阴极:4H+ + 4e- = 2H2阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O减小减小增大增大不变不变H2O阳极阳极:2Cl- 2e-=Cl

19、2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大HCl不活泼金属不活泼金属的无氧酸盐的无氧酸盐CuCl2阳极阳极:2Cl- 2e- =Cl2阴极阴极:Cu2+2e- = Cu增大增大 CuCl2活泼金属的活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐NaCl阳极阳极:2Cl-2e- =Cl2阴极阴极:2H+2e- = H2增大增大 HCl不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐的含氧酸盐CuSO4阳极阳极:4OH-4e-=O2+2H2O阴极阴极:2Cu2+4e- = 2Cu减小减小CuO放氢生放氢生碱碱放氧生放氧生酸酸 1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写写(惰性电极，溶液惰性电极，溶

20、液)： H2SO4HClNaOH K2SO4CuCl2CuSO4 NaCl KMnO4 2、用石墨作电极电解、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶的混合溶液时，阴极析出的物质是液时，阴极析出的物质是_；阳极产物是；阳极产物是_。 3、两极都用银片作电极电解、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，溶液时，阳极的产物是阳极的产物是_；阴极的产物是；阴极的产物是_。石墨石墨 石墨石墨CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A)(B)纯铜纯铜 铁铁 5、如图所示装置，指出、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名池的名称、电极名称、电极反应式、二池称、电极反应式、二池p

21、H值的变化情况。值的变化情况。（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe6.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变化。值的变化。7.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在和两极，电极产物值均减小，而在和两极，电极产物的物质的量之比为的物质的量之比为12的是的是 甲 乙 A B C D 甲甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙乙 CuSO4 AgNO

22、3 HCl HNO3 D8.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下极附近溶液呈红色。下列说法正确的是列说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 三、电解原理的应用三、电解原理的应用1、氯碱工业（电解饱和食盐水以制造、氯碱工业（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）烧碱、氯气和氢气的工业）阳极：阳极：2Cl

23、- 2e- = Cl2阴极：阴极： 2H+ + 2e- = H2 总反应：总反应： 2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2+H2 通电 电极反应：电极反应：阴极阴极阳极阳极(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 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O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+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl

24、溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）阳离子交换膜阳离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室阳离子交换膜的作用：阳离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合；、防止氢气和氯气混合；b、避免氯气和氢氧化钠反应、避免氯气和氢氧化钠反应,影响氢氧化钠的产量影响氢氧化钠的产量提示：提示：第二个问题：第二个问题：精制食盐水精制食盐水 由于粗盐中含有泥沙、由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所

25、有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42-1、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？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泥沙泥沙、Na+、 Cl-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ Na+、 Cl-、 C

26、a2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略过量略过量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略过量略过量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+. Ba2+ 略过量略过量NaOH 溶液溶液除除Fe3+ , Mg2+ 适量适量HCl溶液溶液调节调节PH 除除CO32- 、OH-含氯漂白剂含氯漂白剂有机合成、造纸有机合成、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产H2Na

27、OH湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2三、电解原理的应用三、电解原理的应用一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的粗铜的导电性导电性远不能满足电气工业的要求远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用导电能力。因此必须利用电解的方法精炼电解的方法精炼粗铜粗铜。2 2、粗铜的电解、粗铜的电解精炼精炼2 2、粗铜的电解、粗铜的电解精炼精炼粗铜中含有杂质：粗铜中含有杂质：ZnZn、FeFe、NiNi、AgAg、AuAu等等

28、粗铜粗铜精铜精铜CuSO4Zn-2e- = Zn2+Fe -2e- = Fe2+Ni -2e- = Ni2+Cu-2e- = Cu2+ZnFeNiCuAgAu 阳极泥阳极泥Cu2+ + 2e- = Cu粗铜粗铜中大部分铜在阳极（精铜）附着，比中大部分铜在阳极（精铜）附着，比Cu活泼的金属溶活泼的金属溶解在溶液中，比解在溶液中，比Cu不活泼的金属以阳极泥的形式沉降；不活泼的金属以阳极泥的形式沉降；溶液溶液中铜离子浓度略微降低，引入中铜离子浓度略微降低，引入Zn2+、Fe2+等离子等离子电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层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，它是电

29、解原理的又一重其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。3、电镀、电镀电解原理的应用电解原理的应用3、电镀（在某些金属表面镀上一薄层、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）其他金属或

30、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（镀件）待镀金属制品（镀件）电镀液：电镀液：含有镀层金属阳离子的电解质含有镀层金属阳离子的电解质铜铜镀件镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液镀件镀铜为例镀件镀铜为例铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液制取金属钠制取金属钠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 - 2e- = Cl2阴极：阴极： 2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应： 2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通 电 4 4、电冶金、电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一

31、种重要的方法。对于冶炼像法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，这样活泼的金属，电解法电解法几乎几乎是唯一可行的工业方法。是唯一可行的工业方法。4、电冶金（、电冶金（Al）制取金属铝制取金属铝电解熔融状态的电解熔融状态的氧氧化铝。化铝。阳极：阳极：6O 2- 12e- = 3O2阴极：阴极：4Al 3+ + 12e- = 4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通电 冰晶石冰晶石助熔剂：冰晶石（助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考

32、思考:工业上为什么用电解熔融工业上为什么用电解熔融氧氧化铝的方法化铝的方法冶炼铝而不用冶炼铝而不用AlCl3?AlClAlCl3 3为分子晶体，在熔融状态下不电离，不导电，为分子晶体，在熔融状态下不电离，不导电，不能被电解。不能被电解。冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料拓展：金属的防护拓展：金属的防护金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极海水海水CFe+下列装置暴露空气中一段时间下列装置暴露空气中

33、一段时间,铁的腐蚀由快到慢铁的腐蚀由快到慢 顺序顺序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展练习拓展练习电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较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。应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其它金属的装置。它金属的装置。两电极接直流电两电极接直流电源源电极插人电解质电极插人电解质溶液溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源镀层金

34、属接电源正极待镀金属接电正极待镀金属接电源负极源负极电镀液须含有镀电镀液须含有镀层金属的离子层金属的离子阳极：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：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件阳极：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：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。的金属提纯的装置。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阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属阳极

35、：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应形成形成条件条件电极电极反应反应电极电极名称名称 例例1 ： 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶混合溶液液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(标况标况)气气体体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质并确定析出铜的物质的量的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗消耗OH- 2mol,即产生即产生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成

36、0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole- 用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol. 四、电解计算四、电解计算电子守恒法电子守恒法O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例例2 ： 用石墨电极电解用石墨电极电解100mL H2SO4与与CuSO4的混合液，的混合液，通电一段时间后，两极均收集到通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，（标况）气体，则原混合液中则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量

37、浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA阳极阳极O2为为0.1mol，电子为，电子为0.4mol则则H2为为0.1mol，所以，所以Cu为为0.1mol，浓度为，浓度为A例例3 ： 某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，相对分，相对分子质量为子质量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，溶液，用惰性电极进行电解。当有用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对

38、原子质量及的相对原子质量及 x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）。）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3产生产生H+为为0.01mol，pH=1练习：练习：用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB