第3节《电解池》 ppt课件.pptx
,第四章 电化学基础,第3节 电解池（课时1）,本节课采取的设计思路是：先让学生动手实验（电解氯化铜溶液）分析实验现象、交流结论依据实验结论提升知识，归纳出电解的定义与电解池的组成 分析电解可能的产物并动手实验（电解氯化钠溶液、硫酸铜溶液）归纳分析、解决电解问题的方法 利用结论解决实际问题，落实知识。首先观察电解氯化铜溶液实验，引入电解和电解池的概念、反应原理、电解池的装置形成条件，接着探讨电解池正负极的判别，阴、阳离子放电顺序的讲解。电极反应的书写采用归纳法讲解，由“一碱二酸类盐”的电极反应式书写归纳出电极反应式的书写。电解原理应用讲述顺序为：氯碱工业、精炼铜、电镀、冶炼铝。,实验现象：,如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管的CuCl2溶液中，再接通12V直流电,观察现象。约35min后切断电源。,阳极-,与电源正极相连的碳棒有气泡产生，且有刺激性气味，,与电源负极相连的碳棒上有红色的固体析出.,阴极-,Cl2,Cu,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝.,电解氯化铜视频,http:/,原理分析:,阴极,阳极,红色物质,黄绿色气体,流入,流出,Cu2+2e-=Cu,2Cl-2e-=Cl2,还原,氧化,CuCl2=Cl2+Cu,电解,一、电解的基础知识,1、电解,使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程,2、电解池,（1）概念：把电能转化为化学能的装置,（2）形成条件,(1)有外加电源,(3)与电解质溶液(或熔化的电解质)形成闭合回路,（2）有阴阳两个电极,阳极,阴极,AgNO3溶液,（3）反应原理,阳离子,阴离子,阴极,阳极,电极反应：4OH-4e=2H2O+O2,电极反应：Ag+e=Ag,氧化反应,还原反应,电解总反应:4AgNO3+2H2O 4Ag+O2+4HNO3,3、电解池中正负极的判断,如何判断电解池的正负极？,（2）根据电子流动的方向判断,（3）根据发生的反应判断,与电源负极相连的为阴极，与电源正极相连的为阳极；,电子流出的一极为阳极，电子流进的一极为阴极；,发生氧化反应的一极为阳极；发生还原反应一极的为阴极,（1）根据电源正负极判断,4、电极反应式和电解总反应式的书写,如何书写电解池的电极反应式？,（1）阳极：注意是否是惰性电极(C.Pt.Au),（2）阴极：,失电子的一极,发生氧化反应,需判断什么物质发生了氧化反应,生成了什么物质。,得电子的一极,发生还原反应,需判断什么物质发生了还原反应,生成了什么物质。,注意：总反应式=阳极反应式+阴极反应式,阳极的电极反应：4OH-4e=2H2O+O2,阴极的电极反应：Ag+e=Ag,怎么判断阴阳离子的放电顺序（即失或得电子的顺序）？,（1）阳离子放电由难到易(离子浓度接近时),（3）活泼电极作阳极时先放电变成阳离子,常见阴阳离子放电顺序,K+Ca2+Na+Mg2+Al3+(H+)Zn2+Fe2+Pb2+H+Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,（2）阴离子放电由难到易,F-ROmn-OH-Cl-Br-I-S2-,5.电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e=Cl2,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e=Cu,阳极2Cl-2e=Cl2,阴极：2H2O+2e=H2+2OH-,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：2Cu2+4e=2Cu,减小,增大,不变,增大,增大,减小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,电解水型！,电解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,例以石墨碳棒为电极，请写出分别电解下列溶液时,在阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。(1)NaCl溶液:(2)CuSO4溶液:,阳极：4OH-4e-2H2O+O2 或(4H2O 4H+4OH-)阴极：2Cu2+4e-2Cu,电解,总反应式：2Cu2+2H2OCu+O2+4H+,阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2 或(2H2O 2H+2OH-),总反应方程式：2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-,电解,想一想，H+应该在哪一极生成？,OH-在哪一极？,（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢 阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。,方法:离子交换膜法制烧碱,概念：电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气,二、电解原理的应用:氯碱工业,电解饱和食盐水,http:/,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,2.铜的电解精炼,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），这种粗铜的导电性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导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。,粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等),纯铜,粗铜,阳极：,Zn Zn2+2e-Fe Fe2+2e-Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e-,Zn Fe Ni CuAg Au,阴极:Cu2+2e-Cu,阳极泥,问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？,CuSO4溶液,3.电镀,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，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。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。,电镀：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，,电极：阳极镀层金属 或惰性电极 阴极待镀金属制品,电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。,溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小,阳极：6O2-12 e-=3O2 阴极：4Al3+12e-=4Al,4.冶炼铝,原理:,助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充,思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?,将电能转变成化学能的装置。,应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。,两电极接直流电源电极插人电解质溶液形成闭合回路,镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属的离子,阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属；阴极：镀件,阳极：氧化反应阴极：还原反应,阳极：氧化反应阴极：还原反应,应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。,不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯金属的离子,阳极：不纯金属；阴极：纯金属,阳极：氧化反应阴极：还原反应,电解池、电解精炼池、电镀池的比较,1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应,A,B,D,C,2、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。,
