《电解池》PPT优秀课件人教版1

电化学基础§4.3电解池（第1课时）【学习目标】【重点难点】1.理解电解原理，初步掌握一般电解反应反应物、产物的判断方法，能写出电极反应式和电解化学方程式。2.理解电解质溶液、电极对电解的影响。掌握点解原理，形成电解池工作原理的思维模型。魔术开始了§4.3电解池第1课时电解原理交流研讨一1.利用下列仪器和用品，设计出尽量多的原电池：两根石墨棒、一根铜棒、一根铁棒、CuCl2溶液，烧杯和导线任取（画出你设计的原电池）。CuCFeCuCl2溶液C2.怎样才能将非自发进行的氧化还原反应引发呢？FeCuCl2溶液①Cue-交流研讨一CuCuCl2溶液③Ce-FeCuCl2溶液②Ce-CCuCl2溶液④C√√√？实验探究课本实验4-2：电解CuCl2溶液1.先观察两根石墨棒底部，再插入CuCl2溶液中,接通电源。2.用镊子将碘化钾淀粉试纸湿润后，伸入与正极相连的U型管内部（不可接触溶液），约1-2分钟。3.观察与正极相连的电极、与负极相连的电极上分别有什么现象？4.断开电源，将两根石墨棒从溶液中取出，将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团堵在和正极相连的U型管口，观察电极底部有什么变化？操作步骤：阳极阴极现象判断产物反应方程式氯气铜产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体有红色物质出现实验现象及结论CuCl2==Cu+Cl2↑通电实验探究CCuCl2溶液+-C交流研讨二1.通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？它们在溶液中如何运动？通电后，离子在溶液中的运动如何变化？2.标出电路中电子流向？分析流入阴极的电子到哪里去了?流出阳极的电子从哪里来？3.写出两极的电极反应式，判断反应类型。CCuCl2溶液+-C交流研讨二3.写出两极的电极反应方程式，判断反应类型。CCuCl2溶液+-C阳极反应：阴极反应：2Cl--2e-=Cl2↑Cu2++2e-=Cu氧化反应还原反应借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置，又叫做电解槽。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。电解原理1.电解：2.电解池：3.电极：阳极：阴极：与电源的正极相连，发生氧化反应与电源的负极相连，发生还原反应实质是电解质溶液导电的过程4.电解池的构成条件：①直流电源；②阴、阳电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。电解原理1.电解：2.电解池：3.电极：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电）为何当一个电极附近存在多种可能的放电离子时，只有一种离子放电？离子的放电能力与什么因素有关？交流研讨三电解原理Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸溶液)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水溶液）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴极：氧化性强的离子先得电子活性电极S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-F-阳极：阳极金属或还原性强的离子先失电子(2)离子的放电顺序：5.水溶液中离子的放电规律(1)影响离子放电的因素①离子得失电子的能力②离子的浓度交流研讨四1.请设计一个电解NaCl溶液的简易装置图，标出阴、阳极，电子及阴、阳离子的移动方向，并写出电极反应。CNaCl溶液阳极阴极CCl-OH-Na+H+e-e-2H++2e-=H2↑(还原反应)2Cl-_2e-=Cl2↑(氧化反应)阳极反应：阴极反应：交流研讨四2.根据上述练习，思考如何判断电解池的阴极，有哪些依据？反应类型：还原反应电源连接：与原电池的负极相连微粒流向：电子流入，电流流出，阳离子流向交流研讨四3.分总结析电极反应的一般思路。明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原，结合离子得失电子能力强弱，分析得出优先放电离子及产物通电后阴、阳离子的移动方向回顾开始操作，实物再展示，分析所用装置是个什么装置，说出它的组成部分，根据现象推测纸巾上所加物质。魔术揭秘2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-电解纸巾上蘸有酚酞溶液，两只铅笔分别连接电源的正、负极，用阴极铅笔即可写出红字。应用电解原理：CNaCl溶液阳极阴极CCl-OH-Na+H+e-e-1.判断正误：①电解池中发生的反应是自发进行的（）②在电解池的阴极发生氧化反应（）③与电源正极相连的是电解池的阴极（）④电子从电源负极沿导线流入电解池的阴极（）⑤电解质溶液中的阳离子流向阴极，且所有阳离子均得电子（）ᵡᵡ√ᵡᵡ当堂检测2.能用电解原理说明的问题是（）①电解是把电能转变成化学能的过程②电解是把化学能转变成电能的过程③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A．①②③④B．②③⑤C．③④D．①③④⑤D当堂检测3．如图所示是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，下列有关判断正确的是（）Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子的浓度不变C当堂检测原电池与电解池比较课堂小结原电池电解池一个概念将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极负极较活泼金属—失电子—发生氧化反应阳极与电源正极相连—失电子—发生氧化反应正极不活泼金属或非金属导体—得电子—发生还原反应阴极与电源负极相连—得电子—发生还原反应三个流向电子负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极离子阳离子→正极，阴离子→负极阳离子→阴极，阴离子→阳极四个条件①活动性不同的两个电极②电解质溶液③闭合电路④自发进行的氧化还原反应①两个电极②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源相同点氧化还原反应自发进行非自发进行作业完成随堂检测§4.3电解池（第2课时）【学习目标】【重点难点】1.了解电解反应的一般规律；2.了解氯碱工业、电镀、冶金的原理；3.掌握电解原理及其应用。了解电解反应的一般规律，判断电极产物及电极反应式和电解总反应方程式的书写。温故知新1.电解池的构成条件①直流电源；②阴、阳电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。温故知新2.水溶液中离子的放电顺序：活性电极S2－I－Br－Cl－OH－NO3－SO42－F－Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸溶液）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水溶液）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阴极：阳极：氧化性强的离子先得电子阳极金属或还原性强的离子先失电子3.分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化、阴极还原，结合离子得失电子能力强弱，分析得出优先放电离子及产物阴、阳两极附近有哪些离子温故知新以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总反应的化学方程式。(1)CuCl2溶液：阳极：阴极：总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑电解2Cl-－2e-=Cl2↑Cu2++2e-=CuCu2++2Cl-Cu+Cl2↑电解牛刀小试牛刀小试以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总的化学方程式。(2)NaCl溶液：阳极：阴极：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑电解2Cl-－2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑+2NaOH(OH-)2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-电解总反应式：牛刀小试以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总的化学方程式。(3)CuSO4溶液：阳极：阴极：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑电解4OH-－4e-=2H2O+O2↑+2H2SO42Cu2++4e-=2Cu(H+)2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+电解总反应式：牛刀小试以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总的化学方程式。(4)Na2SO4溶液：阳极：阴极：总反应式：2H2O2H2↑+O2↑电解4OH-－4e-=2H2O+O2↑4H++4e-=2H2↑电解质溶液电解反应总方程式CuCl2溶液NaCl溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液2H2O2H2↑+O2↑电解2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4电解2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH电解CuCl2Cu+Cl2↑电解通过以上对电解过程的分析，你发现了什么规律？分解电解质放H2生碱放O2生酸电解水交流研讨一二、电解规律类型电极反应特点实例(溶液)电解对象电解质浓度电解质溶液复原电解电解质型放H2生碱型放O2生酸型电解水型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电CuCl2HCl电解质减小CuCl2HCl阴极:2H++2e-=H2↑阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质HCl阴极:电解质阳离子放电阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑CuSO4电解质和水生成新电解质CuOCuCO3阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑NaOHH2SO4Na2SO4水增大水无氧酸(氢氟酸除外)溶液、不活泼金属的无氧酸盐溶液活泼金属的无氧酸盐溶液不活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸溶液、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液交流研讨二三、电解原理的应用1.氯碱工业习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。在NaCl溶液中,NaCl电离出，H2O电离出。电后，在电场的作用下，向阴极移动，向阳极移动。在阳极，由于容易失去电子，被氧化生成。阳极反应：；在阴极，由于容易得到电子被还原生成。使H2O电离向右移动，因此阴极浓度增大，pH。阴极反应：。2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+交流研讨三结论：氯碱工业发生的电极反应式及总反应方程式：阳极反应：阴极反应：总反应式：2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH电解2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-电解1.电解前向溶液中滴加酚酞溶液，通电后现象是什么？阴极附近的溶液由无色变为红色。阳极：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，产生气体可以使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝色。2.两极极板上都有气体产生，如何检验两种气体？交流研讨四阴极：收集纯净气体，点燃，并在上方罩一个干冷的烧杯，产生淡蓝色火焰，且烧杯壁上有水珠出现。（1）避免Cl2与NaOH溶液接触发生反应，使产品不纯，反应方程式：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；（2）避免生成物H2和Cl2混合，因两者混合遇火或遇强容易发生光爆炸。解决方法：使用离子交换膜3.在氯碱工业中需要注意哪些问题？交流研讨四已知粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质，试讨论如何通过电解的方法将粗铜提纯？阴、阳极上分别发生什么反应？交流研讨五2.铜的电解精炼+纯铜粗铜－粗铜为阳极，纯铜为阴极，阳极反应：阴极反应：CuSO4溶液为电解液进行电解。Zn－2e-＝Zn2+Fe－2e-＝Fe2+Ni－2e-＝Ni2+Cu－2e-＝Cu2+Cu2++2e-＝CuCuSO4溶液试讨论如何通过电解的方法在金属铁上镀铜？阴、阳极上分别发生什么反应？交流研讨六电镀：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。3.电镀镀件作阴极，镀层金属作阳极含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液。+镀件镀层金属－CuSO4溶液阳极反应：阴极反应：Cu-2e-=Cu2+Cu2++2e-=Cu以金属铁上镀铜为例：铜为阳极，铁为阴极，硫酸铜溶液作电解液在粗铜精炼过程中，电解液的浓度逐渐减小；在电镀的过程中，电解液的成分及酸碱性保持不变。交流研讨七试分析在粗铜精炼和在金属铁上镀铜的过程中，电解液的成分变化是否相同？交流研讨八电解饱和NaCl溶液能否得到金属钠？如何能通过电解的方法得到金属钠？4.电冶金电解饱和NaCl溶液不能得到金属钠，应用电冶金法。制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑阴极反应：2Na++2e-=2Na总反应式：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑电解结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，是最强有力的促进氧化还原反应的手段。1.下列说法或实验现象的描述不正确的是（）A．把铜片和铁片紧靠在一起