人教版选修四高中化学:4.3《电解池》(26张PPT)

资源下载
  1. 二一教育资源

人教版选修四高中化学:4.3《电解池》(26张PPT)

资源简介

(共26张PPT)
第四章
电化学基础
第3节
电解池
G
Zn
Cu
C
C
CuCl2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
+
Cu
CuCl2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
Cu
2+
+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
Cl
Cl
Cl
Cl
Cu
Cu
阴阳两极上
生成Cu、Cl2
Cl2
Cl2
e
e
Cu2+
oooooooooooooooooooo
?


阴极
阳极
Cu
Cl2
ooooooooooooooooooooooo
电解氯化铜溶液实验装置
e-
e-
单击电子流动
一、电解原理
1、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。
2、电解池:把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。
3、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)形成闭合回路。
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:
Cu
2+
+2Cl-
Cu
+
Cl2↑
电解
电极材料
惰性电极:碳棒、铂、金
活性电极:除铂、金外的其他金属。活性电极作阳极本身放电。
(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->含氧酸根离子>
5、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,(只在电镀锌时考虑).
CuCl2
HCl、
NaOH

H2SO4、
K2SO4、
CuSO4
、AgNO3
NaCl、
KI
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)
(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->含氧酸根离子>
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,(只在电镀锌时考虑).
CuCl2
HCl、
NaOH

H2SO4、
K2SO4、
CuSO4
、AgNO3
NaCl、
KI
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)
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+2H2O
2NaOH+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-
=
Cu
②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+O2
d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500
ml
AgNO3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
+2H2O
4HNO3
+O2
(阳极)+4Ag(阴极)
1mol
108g
(10-3-10-6)
×0.5
m(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、CuSO4
①H2SO4:
阳极:
4OH-
-
4e-
=
2H2O+O2↑
阴极:
4H++
4e-
=
2H2

2H2O
2H2

+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

2H2O
2H2

+O2

电解
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、CuSO4
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)
阳极:
2Cl-
-
2e-
=
Cl2↑
阴极:
Cu
+
2e-
=
Cu
Cu
2+
+2Cl-
Cu
+
Cl2↑
④NaCl:
阳极:
2Cl-
-
2e-
=
Cl2↑
阴极:
2H++
2e-
=
H2

2NaCl+2H2O
NaOH+
Cl2↑+
H2

电解
⑤K2SO4:
阳极:
4OH-
-
4e-
=
2H2O+O2↑
阴极:
4H++
4e-
=
2H2

2H2O
2H2

+O2

电解
⑥CuCl2:
电解
⑦CuSO4:
阴极:
Cu
+
2e-
=
Cu
阳极:
4OH-
-
4e-
=
2H2O+
O2↑
CuSO4+2H2O
H2SO4
+
O2↑
+
Cu
电解

展开更多......

收起↑

资源预览