高二化学电解池2高二化学课件

第四章电化学基础第3节电解池溧水二高中高二化学备课组GZnCuCCCuCl2溶液写出右图装置的电极反应、总反应的化学方程式。负极：Zn–2e-=Zn2+正极：Cu2+＋2e-=Cu电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液问题：若把上图装置改成下图,这还是原电池装置吗？两者差别在哪?右图装置是原电池装置,是把化学能转变成电能的装置。知识回忆观察现象(1)将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型管，浸一会儿取出；现象:(2)用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段时间；现象:(3)浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，把湿润KI试纸放在与直流电源的正极相连的电极附近,过一段时间。现象:碳棒表面无明显变化碳棒表面仍无明显变化与电源负极相连的碳棒覆盖有一层红色物质,与电源正极相连的碳棒表面放出使湿润KI试纸变蓝色的气体.[实验4-2]结论:CuCl2(aq)Cu+Cl2↑电解Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解阴极阳极思考与交流(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？电解氯化铜溶液的微观反应过程Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—H+、OH-无规则运动Cu2+、Cl—H+、OH-定向运动Cl—Cl—Cl—Cl—Cu2+Cu2+Cu2+、Cl—发生电子得失ClClClClCuCu阴阳两极上生成Cu、Cl2Cl2Cl2ee一、电解原理电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。电解池组成条件：直流电源电解质溶液电极(常用惰性电极：Pt、Au或石墨)成闭合回路。阳极阴极CuCl2溶液4、电极反应阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e-=Cu（氧化反应）（还原反应）电解CuCl2溶液的化学方程式：Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解电源负极↓电解池阴极↓溶液中的阳离子向阴极移动并在阴极获得电子，同时溶液中的阴离子向阳极移动.↓在阳极表面失去电子↓电子沿阳极回到电源正极5、在电解过程中电子的流动方向(1)阳极上的放电顺序：活性材料电极(除Pt、Au、C外的金属)S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子F-7、电解时电极产物的判断(惰性电极)Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+(2)阴极上的放电顺序：注:（1）与金属活动性顺序相反（2）注意Fe2+、Fe3+的位置（3）H+前的离子一般不考虑放电，当C(Zn2+)C(H+),Zn2+可放电.用惰性电极电解下列物质的溶液，填表并写出电极反应。电解质溶液中离子阴极产物阳极产物电解过程溶液PH值H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+OH-SO42-H+OH-Cl-Na+H+OH-Na+Cl-H+OH-K+SO42-H+OH-Cu2+Cl-H+OH-Cu2+SO42-H+OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2减小增大增大增大不变减小思考与练习：写出电极反应式及电解总反应方程式(惰性电极，溶液)阳极：阴极：放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附近溶液变红2Cl—－2e—=Cl2↑【氧化反应】2H++2e—=H2↑【还原反应】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑【演示实验】—电解饱和食盐水：以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，观察实验现象。二、电解原理的应用电解饱和食盐水反应原理：1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气——氯碱工业通电(Cl—、OH-、H+、Na+)2、电解精炼铜电解精炼铜原理：①粗铜的溶解与纯铜的生成：阳极（粗铜）：Cu－2e-=Cu2+阴极（纯铜）：Cu2++2e-=Cu②比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；③比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。3、电镀利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程。（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。［电镀过程中电镀液的浓度保持不变］（2）实质：阳极参加反应的电解（3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑（4）为了使镀层均匀、美观，电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定，常制成络离子4、电冶金电解熔融盐是冶炼像Na、Ca、Mg、Al等活泼金属的几乎是唯一可行的工业方法。(1)钠的冶炼——电解熔融的NaCl阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：2Na++2e-=2Na总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑通电冶炼金属:Mn++ne-=M(2)铝的冶炼——电解熔融的Al2O3烟罩阳极C电解质熔融态铝钢壳钢导电棒耐火材料阴极C阴极：4Al3++12e-=4Al阳极：6O2-－12e-=3O2↑总反应：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑铝电解槽通电Na3AlF6思考与练习1、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。A池:原电池B池:电解池a负极:Zn-2e-=Zn2+b正极:2H++2e-=H2工作一段时间后溶液pH增大c阳极:4OH--4e-=2H2O+O2d阴极:Cu2++2e-=Cu工作一段时间后溶液pH减小练习2、将两支惰性电极插入500mlAgNO3溶液中，通电一会，电解液的pH值由6.0变为3.0(设电解时没有氢气放出且电解液体积不变)，则电极上析出银的质量为多少克?解:∵n(H+)的增加量等于n(OH-)的减少量4AgNO3+2H2O4HNO3+O2(阳极)+4Ag(阴极)1mol108g(10-3-10-6)×0.5m(Ag)∴m(Ag)=0.054(g)电解6、电解池与原电池异同①两电极接直流电源②电解质溶液③形成闭合回路①活泼性不同的两电极②电解质溶液③形成闭合回路④自发反应形成条件将电能转变成化学能的装置将化学能转变成电能的装置定义装置实例电解池原电池装置①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置电镀池电解池与原电池异同(续)电源负极→电解池阴极(溶液中阴阳离子导电)→电解池阳极→电源正极电子流向阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子电极反应阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）电极名称电解池原电池装置负极正极导线阳极：氧化反应，金属电极失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电镀池与电解池相同思考与练习电极反应式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液)H2SO4、HCl、NaOH、NaCl、K2SO4、CuCl2、CuSO4①H2SO4：阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H++4e-=2H2↑2H2O2H2↑+O2↑电解②HCl：阴极：2H++2e-=H2↑阳极：2Cl--2e-=Cl2↑2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑电解③NaOH:阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H++4e-=2H2↑2H2O2H2↑+O2↑电解阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu+2e-=CuCu2++2Cl-Cu+Cl2↑④NaCl:阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2ONaOH+Cl2↑+H2↑电解⑤K2SO4:阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H++4e-=2H2↑2H2O2H2↑+O2↑电解⑥CuCl2:电解⑦CuSO4:阴极：Cu+2e-=Cu阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑CuSO4+2H2OH2SO4+O2↑+Cu电解