《人教版选修4第四章第三节 电解池工作原理及应用 课件 (32张PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版选修4第四章第三节 电解池工作原理及应用 课件 (32张PPT)（32页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、学习目标学习目标1、理解电解池的工作原理和电解规律、理解电解池的工作原理和电解规律2、掌握电解池中电极反应式和电解方程式的书写、掌握电解池中电极反应式和电解方程式的书写通电分解水的简易装置通电分解水的简易装置H2O2阴阴极极阳阳极极你还记得吗你还记得吗通电后可以观察到什么现象通电后可以观察到什么现象? ?通电后电极上出现了气泡，一段时间后通电后电极上出现了气泡，一段时间后与电源正负极连接的试管中气体的体积与电源正负极连接的试管中气体的体积比大约为比大约为1：2。2、在通电时在阴阳电极发生什么样的电极反应？2H2O = 2H2 + O2通电通电阴极：阴极：阳极：阳极：4H+ + 4e- =2H2
2、 （还原反应）（还原反应）4OH- - 4e- = O2+ 2H2O（氧化反应）（氧化反应）理论分析：理论分析：1、溶液有哪些离子，在通电后向哪些区移动？、溶液有哪些离子，在通电后向哪些区移动？H+、OH-；H+ 移向阴极区，移向阴极区，OH-移向阳极区移向阳极区电解：电解：电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化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。还原反应的过程。电解池：电解池：把电能转化为化学能的装置。把电能转化为化学能的装置。（电解槽）（电解槽）在电解池中在电解池中1、电子的流向：负极、电子的流向：负极阴极；阳极阴极；阳极正极正极2、离子的流向：阳离子、离子的流向：阳
3、离子阴极；阴离子阴极；阴离子阳极阳极3、电极：、电极：阴极阴极 （与电源负极相连的电极）（与电源负极相连的电极）阳极阳极 （与电源正极相连的电极）（与电源正极相连的电极）观察：通电前：溶液中存在哪些离子；离子如何运动通电后：离子如何运动 阴极阴极碳棒上有红色固体析出；碳棒上有红色固体析出； 阳极阳极碳棒上有刺激性气味，能够使湿润的碘化钾碳棒上有刺激性气味，能够使湿润的碘化钾 淀粉试纸变色的气体产生。淀粉试纸变色的气体产生。现象：现象：电解CuCl2溶液实验阳极：阳极：2Cl- - 2e- = Cl2阴极：阴极： Cu2+ + 2e- = Cu（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）总反
4、应：总反应：Cu2+ + 2Cl- = Cu + Cl2电极反应式：电解原理：电解原理：理论分析理论分析向氯化铜溶液中通入直流电向氯化铜溶液中通入直流电思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒? ?思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的在通电时在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？电极反应？产物可能是哪些？Cl-Cl2 OH-O2阴极区：阴极区：Cu2+Cu H+H2阳极区：阳极区：CuClCuCl2 2 CuCu2+2+2Cl+2Cl- - H2O = H+
5、 + OH- 阳离子：阳离子：Cu2+ H+ 阴离子：阴离子：Cl- OH-Cu2+ H+向阴极区移动向阴极区移动； Cl- OH-向阳极区移动向阳极区移动既然溶液中含有Cu2+ 、H+ 、Cl- 、OH-等离子，那为什么通电后发生的反应只生成Cu和Cl2？放电顺序：放电顺序：阴极：氧化性强的离子先得电子阴极：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 S2IBrClOH(水水) NO3SO42F 阳极：还原性强的离子先失电子阳极：还原性强的离子先失电子Ag+Hg2+Cu2+H+(水水)Pb2+Fe2+ N
6、a+Ca 2+ K+ Cl-Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通电前通电前通电后通电后通电前：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+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子， Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）（氧化反应）阴极：阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu + Cl2电解电解电解原理装置类别装置类别电解池电解池原电池原电池举例举例电极材料电极材料电极名称电极名称电极判断电
7、极判断电极反应电极反应能量转换能量转换能否自发能否自发原电池与电解池的比较原电池与电解池的比较一般一般是惰性电极是惰性电极（C Pt Au）活泼性不同的金属或活泼性不同的金属或导电非金属导电非金属阴极阴极阳极阳极负极负极正极正极活泼性较强活泼性较强的金属的金属活泼性较弱活泼性较弱的金属或的金属或C氧化反应氧化反应还原反应还原反应电子流出电子流出电子流入电子流入与电源负与电源负极相连极相连与电源正与电源正极相连极相连电子流入电子流入电子流出电子流出还原反应还原反应氧化反应氧化反应电能转化为化学能电能转化为化学能化学能转化为电能化学能转化为电能反应不能自发进行反应不能自发进行反应能自发进行反应能自
8、发进行阳离子靠近阳离子靠近阴离子靠近阴离子靠近阳离子靠近阳离子靠近阴离子靠近阴离子靠近构成电解池的条件构成电解池的条件：直流电源直流电源与电源与电源负极负极相连的电极为相连的电极为阴极阴极与电源与电源正极正极相连的电极为相连的电极为阳极阳极阴、阳电极阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质练习练习 分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。、；4OH 4eO2+2H2O（）（）练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。极反应及电解总反应式。 AgNOAgNO3 3溶液溶液 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或或(4H
9、2O=4H+4OH-）阴极：阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：总反应式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+水水 增大增大 减小减小 H2O 深深 度度 思思 考考水水 增大增大 增大增大 H2O 水水 增大增大 不变不变 H2O 酸酸 减小减小 增大增大 通入通入HCl气体气体 盐盐 减小减小 CuCl2 水和盐水和盐 增大增大 通入通入HCl气体气体 水和盐水和盐 减小减小 CuO CuCO3 总结 电解水型电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的电解）的电解 电解电解质型电解电解质型：无氧酸、不活泼
10、的无氧酸盐（如：无氧酸、不活泼的无氧酸盐（如HCl、CuCl2）溶液的电解）溶液的电解 电解质和水同时被电解型电解质和水同时被电解型A、放氢生碱型：、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如活泼金属的无氧酸盐（如NaCl、MgBr2)溶液的电解溶液的电解B、放氧生酸型、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解）溶液的电解用用惰性电极惰性电极电解电解质溶液的规电解电解质溶液的规律律用石墨作电极，电解用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液下列物质的溶液，溶液的的PH值保持不变的是（值保持不变的是（ ）。）。AHCl BNaOH CNa2
11、SO4 DNaClC用石墨作电极电解用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的() ACuSO4 BH2O CCuO D.CuSO45H2OC练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电练习：以石墨作电极，电解下列溶液，写出电极反应及电解总反应式。极反应及电解总反应式。AgNOAgNO3 3溶液溶液 阳极：阳极：4OH-4e-=2H2O+O2或或(4H2O=4H+4OH-）阴极：阴极：4Ag+4e-=4Ag总反应式：总反应式：4Ag+2H2O=4Ag +O2 +4H+电解原理的应
12、用电解原理的应用1、电解饱和食盐水制烧碱、氯、电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气气和氢气(氯碱工业氯碱工业)阴极：阴极：阳极：阳极：阴极阴极阳极阳极饱和食盐水饱和食盐水2H+ + 2e- - =H2或或2H2O + 2e- - =H2+2OH- -2Cl- - + 2e- - = Cl2总反应：总反应：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2电解电解Cl2NaCl饱和溶液饱和溶液NaCl和和NaOH溶液溶液H2石墨阳极石墨阳极铁网阴极铁网阴极阳极室阳极室阴极室阴极室立式隔膜电解槽电解食盐水示意图立式隔膜电解槽电解食盐水示意图2.电镀电镀、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一
13、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 以粗铜为阳极，以纯以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，铜为阴
14、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、电冶金原理原理:Mn+ + ne- = M电解电解熔融熔融的的NaCl:阴极阴极:阳极阳极:总反应总反应:2Na+ + 2e- = 2Na 2Cl- - 2e- = Cl22NaCl(熔融熔融) = 2Na + Cl2电解电解熔融熔融的的Al2O3:阴极阴极:阳极阳极:总反应总反应:4Al3+ + 12e- = 4Al6O2- - 12e- = 3O22Al2O3(熔融熔融) = 4Al + 3O2电解原理的电解原理的“不寻常不寻常”应用应用( (一一) )处理废水处理废水答案答案 AC
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