人教版 化学 选修4.ppt

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1、第三节：电解池高二化学组高二化学组1/30/2023一、课本实验一、课本实验4-24-2如图所示，将两根石墨如图所示，将两根石墨棒分别跟棒分别跟直流电源直流电源的正的正极和负极连接，浸入盛极和负极连接，浸入盛有有CuCl2溶液的烧杯中溶液的烧杯中，再接通，再接通12V直流电直流电,观观察现象。察现象。约约35min后切断电源。后切断电源。CCCuCl2阴极阴极阳极阳极CuCl2溶液溶液实验结果交流实验结果交流实验记录实验记录实验现象产物验证产物确定有气泡逸出有气泡逸出有红色固有红色固体析出体析出氯气氯气氯气氯气铜铜不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃不能使带火星木条复燃

2、使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝使淀粉碘化钾试纸变蓝氧气？氧气？氢气？氢气？阴极阴极阳极阳极离子移动离子移动通电前：通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；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：2Cl 2e=Cl2（氧化反应）氧化反应）Cu2+2e=Cu（还原反应）还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu+Cl2电解电解通电前通电前 阴极阳极通电后通电后实验微观解释实验微观解释一、电解实验现象及原理分析一、电解实验现象及原理分析阳极：阳极：阴极：阴极：Cu2+ooo

3、ooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置e-e-单击电子流动电解池中离子和电子的移动方向电解池中离子和电子的移动方向 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 还原反应还原反应阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连 氧化反应氧化反应 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

4、；2.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC二、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。阴离子失去电子阴离子失去电子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放电放电。三、电解电极产物的判断三、电解电极产物的判断影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：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阴极：阴极：氧化性强的离子先得电子氧化性强的离子先得电子金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属越不活泼的对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属金属 S2IBrClO

5、HNO3SO42F 阳极阳极：还原性强的离子先失电子还原性强的离子先失电子电解质在水溶液中放电顺序顺序除Pt、AuAg+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+浓度大时先于浓度大时先于 H+放电放电 H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+水中水中H+先放电先放电结一结：结一结：电极反应：电极反应：阳氧化、阴还原阳氧化、阴还原离子流向：离子流向：异性相吸异性相吸 电子流向：电子流向：电子从电子从负极负极流向流向阴极阴极，经溶液离子，经溶液离子导电，再从导电，再从阳极阳极流回流回正极正极(阳氧阳氧)电解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同两电极接直流电源两电极接直流电源

6、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两个电极两个电极两个电极两个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的氧化还原反应自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应形成形成条件条件将电能将电能将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置转变成电能的装置定义

7、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解池与原电池有哪些异同电解池与原电池有哪些异同(续续)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

8、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）

9、（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四、电解规律四、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)、电解电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，如电解时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极阴极：4H+4e2H2 总总反应反应：2H2O O2+2H2 电解 电解后溶液中溶质的质量分数电解

10、后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的原来的浓度，只需加入一定量的 即可。即可。实质：电解水实质：电解水例如：电解硫酸钠溶液例如：电解硫酸钠溶液增大增大水水、电解、电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数电解后溶液中溶质的质量分数 ，若要恢复，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的原来的组成和浓度，需加入一定量的 (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 总总反应反应：

11、2HCl Cl2+H2 电解电解盐酸电解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解减小减小溶质溶质、电解、电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极：4OH4e2H2O+O2阴极阴极：2Cu2+4e2Cu总总反应反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 电解 电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，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

12、溶液溶液、电解、电解活泼金属的无氧酸盐溶液活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数电解后原溶液中溶质的质量分数减小减小，若要恢，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl。阳极阳极(C)：2Cl 2eCl2阴极阴极(C)：2H+2e H2 总总反应反应：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 电解 （1 1）在在NaClNaCl溶液中溶液中,NaClNaCl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

13、场的作用下，向阴极移动，向阴极移动，向阳极移动。向阳极移动。在阳极，由于在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成容易失去电子，被氧化生成 。阳极方程式：阳极方程式：;（2 2）在阴极，由于）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成容易得到电子被还原生成 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 。阴极方程式：阴极方程式：。2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大增大Na+、H+五、电解原理的应用五、电解原理的应用1、氯碱工业、氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。

14、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。总化学方程式：总化学方程式：;总离子方程式总离子方程式:.(3)(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：_ ，两极极板上都有气体，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？产生，如何检验气体的种类？阴极附近的溶液无色变为阴极附近的溶液无色变为红色红色阳极阳极:产生产生刺激刺激气体使湿润气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色淀粉试纸变蓝色.阴极阴极:产生产生无色、无味气体无色、无味气体 提示：提示：第二个问题：精第二个问题：精制制食盐水食盐水 由于粗盐中含有泥沙、由于粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42等杂

15、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+、SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？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

16、+2+Na+、Cl-、Ca2+、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-2、电镀、电镀、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。其它金属或合金的过程。、电镀池形成条件、电镀池形成条件+镀件镀件镀层金属镀层金属含镀层金属离子的盐溶液含镀层金属离子的盐溶液、镀件作阴极镀件作

17、阴极、镀层金属作阳极镀层金属作阳极、含镀层金属阳离子含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液的盐溶液作电解液、电镀的特点、电镀的特点电镀液的组成及酸碱性保持不变电镀液的组成及酸碱性保持不变3、铜的电解精炼、铜的电解精炼、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 以以粗铜为粗铜为阳极，以纯阳极，以纯铜为阴极，铜为阴极，以以CuSO4溶液溶液为电解液进行电解为电解液进行电解阳极：阳极：Zn 2eZn2+Fe2eFe2+Ni 2eNi2+Cu2eCu2+阴极：阴极：Cu2+2eCu4、电冶金、电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等

18、）（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）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。通直流电后，通直流电后，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 结论：结论：电解法是冶炼金属的一种重要方电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是法，是最强有力的氧化还原最强有力的氧化还原的手段。的手段。4、电冶金、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）方法）制取金属铝制取金属铝电解熔融状态的氧化铝。电解熔融状态的氧化铝。阳极：阳极：6O 2-12e-=3O2阴极：阴极：

19、4Al 3+12e-=4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融)4Al +3O2 冰晶石原原电池、电解池、电镀池判定规律电池、电解池、电镀池判定规律 若无外接电源，若无外接电源，可能是原电池，然后依据原可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看三看”先看电极：两极为导体且活泼性不同先看电极：两极为导体且活泼性不同 再看溶液：两极插入电解质溶液中再看溶液：两极插入电解质溶液中 后看回路：形成闭合回路或两极接触后看回路：形成闭合回路或两极接触 若有外接电源，两极插入电解质溶液中，若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。况为电解池。