电解池原理及其应用课件.ppt

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1、关于电解池原理及其应用现在学习的是第1页，共30页考纲要求考纲要求1、理解电解原理。2、了解电解池的应用，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。3、能写出电解池的电极反应式。4、掌握电解质的电解规律，能判断电解产物和利用电解原理进行计算。现在学习的是第2页，共30页一、电解原理一、电解原理使使使使电流电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生通过电解质溶液而在阴阳两极发生通过电解质溶液而在阴阳两极发生通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反氧化还原反应应的过程，叫电解。的过程，叫电解。、电流是发生氧化电流是发生氧化还原反应的根源、动力。还原反应的根源、动力。电源为直流电电源为直流电、阴阳离子在做

2、定向运动阴阳离子在做定向运动导电的同时，也导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；质；而金属导电是由自由电子的定向运动形成，而金属导电是由自由电子的定向运动形成，无反应发生，无新物质生成，两者有本质区无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。别。现在学习的是第3页，共30页定义：定义：组成：组成：电极电极阳极：阳极：阴极：阴极：把电能转化为化学能的装置。把电能转化为化学能的装置。把电能转化为化学能的装置。把电能转化为化学能的装置。直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融电解质）、电解质）、形成闭合回路

3、形成闭合回路形成闭合回路形成闭合回路与电源与电源正极正极相连的电极，相连的电极，氧化氧化反应。反应。与电源与电源负极负极相连的电极，相连的电极，还原还原反应。反应。惰性电极：惰性电极：惰性电极：惰性电极：C C、PtPt、AuAu等等活性电极：活性电极：活性电极：活性电极：ZnZn、FeFe、CuCu、AgAg等等等等电极材料电极材料电极材料电极材料二、电解装置二、电解装置电解池电解池现在学习的是第4页，共30页直流电源直流电源电极电极电解质电解质电极反应电极反应阴极阴极:Cu2+2e Cu（还原还原反应）反应）阳极阳极:2Cl2e Cl2（氧化氧化反应）反应）CuCl2 Cu2+2Cl电解氯

4、化铜原理电解氯化铜原理阴极阴极阳极阳极e ee e正极正极负极负极电电 源源总反应总反应:Cu2+2Cl电解电解CuCl2电解电解Cu +Cl2Cu +Cl2（氧氧还还反应）反应）被还原被还原（析出（析出Cu）Cu2+得得e e被氧化被氧化（放出（放出Cl2）Cl失失e e视频视频现在学习的是第5页，共30页三、电解原理三、电解原理电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在通电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在通电时发生定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子电时发生定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生发生还原反应；阴离子移向阳

5、极，在阳极失去电子发生氧化反应，这就是电解的原理。氧化反应，这就是电解的原理。电子流动方向：电子流动方向：离子移动方向：离子移动方向：电流方向：电流方向：电源正极电源正极电解池阳极电解池阳极电解池阴极电解池阴极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 电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极阴离子阴离子电解池阳极电解池阳极 阳离子阳离子电解池阴极电解池阴极现在学习的是第6页，共30页阴离子在阳极放电：失电子阴离子在阳极放电：失电子阴离子在阳极放电：失电子阴离子在阳极放电：失电子阳离子在阴极放电：得电子阳离子在阴极放电：得电子K K+、CaCa2+2+、Na Na+、MgMg2+2+、A

6、lAl3+3+、ZnZn2+2+、FeFe2+2+、SnSn2+2+、PbPb2+2+、HH+(酸酸酸酸)Cu)Cu2+2+、HgHg2+2+、AgAg+.得得得得e e e e能力依次增强能力依次增强能力依次增强能力依次增强除除Au、Pt外的金属、外的金属、S S2 2、X X 、OH OH、含氧酸根离子、含氧酸根离子、含氧酸根离子、含氧酸根离子、F F 失失失失e e e e 能力依次减弱能力依次减弱能力依次减弱能力依次减弱四、离子放电顺序四、离子放电顺序视频视频现在学习的是第7页，共30页五、电极反应式、电解方程式的书：五、电极反应式、电解方程式的书：例：例：例：例：写出用石墨做电极电解

7、写出用石墨做电极电解写出用石墨做电极电解写出用石墨做电极电解CuSOCuSOCuSOCuSO4 4 4 4溶液溶液溶液溶液的电极反应式及总的的电极反应式及总的的电极反应式及总的的电极反应式及总的电解方程式，电解方程式，电解方程式，电解方程式，方方方方 法法法法、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；阳极：阳极：阳极：阳极：4OH 4eO2+2H2O阴极：阴极：阴极：阴极：2Cu2Cu2+2+4e4e2Cu2Cu、首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、首先找出溶液中全部阴

8、、阳离子，比较阴、阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：阳离子的放电顺序：、然后写电极反应式、然后写电极反应式、然后写电极反应式、然后写电极反应式 ：电解电解电解电解电解电解电解电解2Cu2CuOO2 2+4H+4H+或或或或 2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2OO（电解化学方程式）（电解化学方程式）2Cu2CuOO2 2+2H+2H2 2SOSO4 42Cu2Cu2+2+2H+2H2 2OO（电解离子方程式）（电解离子方程式）HH2 2O HO H+OH+OH CuSOCuSO4 4 CuCu2+2+SO+SO4 4 2 2OHOH SOSO4 4 2 2 阴极：阴

9、极：阴极：阴极：阳极：阳极：阳极：阳极：HH+CuCu2+2+现在学习的是第8页，共30页电解质电解质电解对象电解对象 电解质浓度电解质浓度 pH NaOHH2SO4Na2SO4 HCl CuCl2 NaClCuSO4 水水增大增大增大增大水水增大增大减小减小水水增大增大不变不变电解质电解质减小减小增大增大电解质电解质减小减小电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质增大增大电解质和水电解质和水得新电解质得新电解质减小减小1 1、用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和、用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：总反应方程式并完成下表：练练 习习现在学习的是第9

10、页，共30页类型类型 电极反应特点电极反应特点 实例实例 电解水型电解水型 阴：阴：2H+2e-=H2阳：阳：4OH4e-=2H2O+O2 NaOH H2SO4 Na2SO4 电解电解电解质型电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电在两极放电HClCuCl2 放氢放氢生碱型生碱型阴极：水放阴极：水放H2产生碱产生碱阳极；电解质阴离子放电阳极；电解质阴离子放电NaCl放氧放氧生酸型生酸型阴极：电解质阳离子放电阴极：电解质阳离子放电阳极：水放阳极：水放O2产生酸产生酸 CuSO4 六、用惰性电极进行溶液电解的规律：六、用惰性电极进行溶液电解的规律：现在学习的是第1

11、0页，共30页类型类型 电解质组成电解水型电解水型 分解分解电解质型电解质型放氢放氢生碱型生碱型放氧放氧生酸型生酸型、K K K K+、CaCaCaCa2+2+2+2+、Na Na Na Na+、MgMgMgMg2+2+2+2+、AlAlAlAl3+3+、CuCu2+2+2+2+、HgHgHgHg2+2+2+2+、AgAgAgAg+、S S S S2 2 2 2、I I 、BrBr 、ClCl、OH OH、含氧酸根离子、含氧酸根离子、含氧酸根离子、含氧酸根离子、F F F F 小结：小结：惰性电极进行溶惰性电极进行溶液电解，电解质组成情液电解，电解质组成情况况现在学习的是第11页，共30页2

12、2、如图所示，、如图所示，X X、Y Y分别是直流电源的电极，通电后发现分别是直流电源的电极，通电后发现A A极质量增加，极质量增加，B B极处有无色、无臭的气体放出。符合这一极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（情况的是（）A A极极B B极极X X极极Z Z溶液溶液A A锌锌石墨石墨 负极负极硫酸铜硫酸铜B B石墨石墨 石墨石墨 负极负极氢氧化钠氢氧化钠C C银银铁铁正极正极硝酸银硝酸银D D铜铜石墨石墨 负极负极氯化铜氯化铜练练 习习A现在学习的是第12页，共30页3 3 3 3、下列有关电解的说法正确的是（下列有关电解的说法正确的是（下列有关电解的说法正确的是（下列有关电解的说

13、法正确的是（）电解是把电能转变成化学能电解是把电能转变成化学能电解是把电能转变成化学能电解是把电能转变成化学能电解是把化学能转变成电能电解是把化学能转变成电能电解是把化学能转变成电能电解是把化学能转变成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，

14、必将导致氧化还原反应的发生任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A A A A B B B B C C C C D DD现在学习的是第13页，共30页4 4、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（）A、CuSO4 B、H2O C、CuO D、Cu(OH)2C现在学习的是第14页，共30页5 5、把把锌锌片片和和铁铁片片放放在在盛盛有有稀稀食食盐盐水水和和酚酚酞酞试试液

15、液混混合合溶溶液液的的玻玻璃璃皿皿中中（如如图图所所示示平平面面图图），经经过过一一段段时时间间后后，首首先观察到溶液变红的区域是（先观察到溶液变红的区域是（）A、和和附近附近 B、和和附近附近C、和和附近附近 D、和和附近附近 B 现在学习的是第15页，共30页6、用用Pt电电极极电电解解含含有有各各0.1molCu2+和和X3+的的溶溶液液，阴阴极极析析出出固固体体物物质质的的质质量量m(g)与与溶溶液液中中通通过过电电子子的的物物质质的的量量n(mol)的的关关系系见见图图示示。则则离离子子的的氧氧化化能能力力由由大大到到小小排排列列正正确的是（确的是（）A、Cu2+X3+H+B、H+X

16、3+Cu2+C、X3+H+Cu2+D、Cu2+H+X3+D 现在学习的是第16页，共30页7、将将1L含有含有0.4mol CuSO4和和0.2mol NaCl的水的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到极上得到0.3mol Cu，另一电极上析出气体，另一电极上析出气体(在在标准状况下标准状况下)的体积是多少的体积是多少?此时溶液的此时溶液的pH值是多值是多少少?4.48L;1-2lg2 现在学习的是第17页，共30页对比原电池与电解池对比原电池与电解池现在学习的是第18页，共30页比较项目比较项目电解池电解池原电池原电池能量转换能量转换电能转化

17、为化学能电能转化为化学能化学能转化为电能化学能转化为电能能否自发能否自发反应一般不自发反应一般不自发反应一定自发反应一定自发两两个个电电极极氧化反应氧化反应失去电子失去电子 接电源正极，阳极接电源正极，阳极作为负极，对外电路作为负极，对外电路送出电子送出电子还原反应还原反应获得电子获得电子 接电源负极，阴极接电源负极，阴极作为正极，接受由外作为正极，接受由外电路流回的电子电路流回的电子电池内离电池内离子的迁移子的迁移方向方向阴离子向正极（阳极）阴离子向正极（阳极）迁移阳离子向负极迁移阳离子向负极（阴极）迁移（阴极）迁移阴离子向负极迁移阳阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移离子向正极迁移相同点相同点

18、两个电极、导线、电解质溶液两个电极、导线、电解质溶液现在学习的是第19页，共30页阳极阳极Zn2e=Zn2+阴极阴极Zn2+2e=Zn镀件镀件:阴极阴极 镀层金属镀层金属:阳极阳极电镀液电镀液:含有镀层金属阳离子的可溶盐溶液含有镀层金属阳离子的可溶盐溶液,其浓度其浓度和和PH值不变值不变七、七、电镀原理电镀原理:(以铜棒镀锌为例以铜棒镀锌为例):现在学习的是第20页，共30页八、粗铜精练八、粗铜精练电解质电解质 溶液的浓度是否变化？溶液的浓度是否变化？精铜精铜粗铜粗铜(Zn Fe Ag Au)阳极阳极:Zn 2e=Zn2+Cu 2e=Cu2+阴极：阴极：Cu2+2e=CuCuSO4溶液溶液Zn

19、 Fe 以何形式存在？以何形式存在？Ag Au 以何形式存在？以何形式存在？现在学习的是第21页，共30页现在学习的是第22页，共30页九、氯碱工业九、氯碱工业视频视频现在学习的是第23页，共30页现在学习的是第24页，共30页阳离子交换膜的作用：阳离子交换膜的作用：(1)(1)防止防止H H2 2、ClCl2 2混合电火花下反应爆炸混合电火花下反应爆炸H H2 2+Cl+Cl2 2=HCl=HCl(2)(2)防止防止防止防止ClCl2 2进入阴极区与进入阴极区与NaOHNaOH反反应，影响烧碱的质量和产量。应，影响烧碱的质量和产量。ClCl2 22NaOH2NaOHNaClNaClNaClO

20、NaClOH H2 2O O电火花电火花现在学习的是第25页，共30页 精制食盐水：精制食盐水：(含含泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SOSO4 42-2-等等)加入稍过量的加入稍过量的NaOHNaOH溶液溶液加入稍过量加入稍过量BaClBaCl2 2溶液。溶液。(其中其中、顺序可以交换顺序可以交换)加入稍过量的加入稍过量的NaNa2 2COCO3 3溶液溶液过滤过滤 除去除去Mg(OH)Mg(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、BaSOBaSO4 4、CaCOCaCO3 3、BaCOBaCO3 3及泥沙及泥沙等等；在滤液中加适量盐酸（除去过量的在滤液中加适量盐酸（除去过量

21、的COCO3 322，调节溶液的，调节溶液的pHpH）；）；通过阳离子交换树脂（除去残留的微量通过阳离子交换树脂（除去残留的微量CaCa2+2+、MgMg2+2+等离子）。等离子）。现在学习的是第26页，共30页例例 表面皿中电解质溶液已经滴加酚酞。问哪些表面皿中电解质溶液已经滴加酚酞。问哪些区域先变红？为何？区域先变红？为何？FeB：O2+2H2O+4e-=4OH-E：2H+2e-=H2现在学习的是第27页，共30页8、装置工作一段时间后，发现、装置工作一段时间后，发现B池中有一极的质量减少。以池中有一极的质量减少。以下有关的推断中正确的下有关的推断中正确的（）M是电源的负极是电源的负极B中

22、中Cu电极的质量减少电极的质量减少C中溶液的中溶液的pH升高升高D中溶液的中溶液的pH下降下降B中电解液的浓度基本不中电解液的浓度基本不变变相同条件下的相同条件下的A，C，D池中生成气体的总体积为池中生成气体的总体积为CADA只有只有B只有只有C全部全部D除除C练练 习习现在学习的是第28页，共30页9、近年来，加近年来，加“碘碘”食盐主要使用了碘酸钾，食盐主要使用了碘酸钾，KIO3在在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶溶液液(加少量加少量K2CrO4)为电解液在一定条件下电解，反应为电解液在一定条件下电解，反应方程式为：方程式为：KI+3H2O=KIO3+3H2，下列有关说法，下列有关说法正确的是正确的是（）A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B电解液调节到酸性比较合适电解液调节到酸性比较合适C电解后得到电解后得到KIO3产品的步骤有：产品的步骤有：过滤过滤浓缩浓缩结结晶晶灼烧灼烧D电解中每转移电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到电子，理论上可得到21.4g无水无水KIO3晶体晶体D电解现在学习的是第29页，共30页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第30页，共30页