高二化學選修 電解池人教選修

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1、會計學1高二化學選修高二化學選修 電解池人教選修電解池人教選修(1)將兩根碳棒分別浸入盛有將兩根碳棒分別浸入盛有CuCl2溶液溶液U型管，浸型管，浸一會兒取出；一會兒取出；(2)用導線連接兩根碳棒后再浸入用導線連接兩根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段溶液一段時間；時間；(3)浸入浸入CuCl2溶液的兩根碳棒分別跟直流電源的溶液的兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負極相連接，把濕潤正極和負極相連接，把濕潤KI試紙放在與直流電源試紙放在與直流電源的正極相連的電極附近的正極相連的電極附近,過一段時間。過一段時間。濕潤濕潤KI試紙變藍色的試紙變藍色的第1頁/共19頁結論結論:CuCl2(aq) Cu + C

2、l2電解電解Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2電解電解陰極陰極陽極陽極第2頁/共19頁 (1) (1)通電前，氯化銅溶液里主要存在哪通電前，氯化銅溶液里主要存在哪些離子？這些離子的運動情況怎樣？些離子？這些離子的運動情況怎樣？ (2)(2)通電后，這些離子的運動情況有什通電后，這些離子的運動情況有什么改變？么改變？ (3)(3)當離子定向運動到電極表面上時，當離子定向運動到電極表面上時，發(fā)生了什么變化？發(fā)生了什么變化？第3頁/共19頁陽極陽極陰極陰極CuCl2溶液溶液第4頁/共19頁4、電極反應、電極反應陽極：陽極： 2Cl- - 2e- = Cl2陰極：陰極： Cu2+ + 2e- =

3、 Cu（氧化反應）（氧化反應）（還原反應）（還原反應）電解電解CuCl2溶液的化學方程式：溶液的化學方程式：Cu 2+ +2Cl- Cu + Cl2電解電解第5頁/共19頁 電源負極電源負極 電解池陰極電解池陰極 溶液中的陽離子向陰極移動溶液中的陽離子向陰極移動并在陰極獲得電子，同時溶并在陰極獲得電子，同時溶液中的陰離子向陽極移動液中的陰離子向陽極移動. 在陽極表面失去電子在陽極表面失去電子 電子沿陽極回到電源正極電子沿陽極回到電源正極第6頁/共19頁(1)陽極上的放電陽極上的放電順序：順序： 活性材料電極活性材料電極(除除Pt、Au、 C外的金屬外的金屬) S S2-2-II- -BrBr-

4、 -ClCl- -OHOH- - 非還原性含氧酸根離子非還原性含氧酸根離子FF- -Ag+ HgHg2+2+ Fe3+ Cu2 + H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+(2) 陰極上陰極上的放電順序：的放電順序：注注:（1）與金屬活動性順序相反）與金屬活動性順序相反 （2）注意）注意Fe2+、Fe3+的位置的位置 （3）H+前的離子一般不考慮放電，當前的離子一般不考慮放電，當 C(Zn2+)C(H+),Zn2+可放電可放電.第7頁/共19頁電解質電解質溶液中離子溶液中離子陰極陰極產物產物陽極陽極產物產物電解過電解過程溶液程溶液PH值值H2SO4HClNaOHNaCl

5、K2SO4CuCl2CuSO4H+ 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減小減小增大增大增大增大增大增大不變不變減小減小思考與練思考與練習：習： 寫出電極反應式及電解總寫出電極反應式及電解總反應方程式反應方程式 ( (惰性電極，溶液惰性電極，溶液) )第8頁/共19頁陽極：陽極：陰極：陰極：放出有刺激性氣味的氣體，能放出有刺激性氣味的氣體，能使?jié)駶櫟氖節(jié)駶櫟腒IKI淀粉試紙變藍淀粉試紙變藍放

6、出無色、無味氣體，附放出無色、無味氣體，附近溶液變紅近溶液變紅2Cl2e=Cl2 【氧化反應氧化反應】 2H+2e=H2 【還原反應還原反應】2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2【演示實驗演示實驗】以惰性材料作電極，以惰性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，并以濕潤的淀粉電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，并以濕潤的淀粉KIKI試試紙檢驗陽極產物，觀察實驗現(xiàn)象。紙檢驗陽極產物，觀察實驗現(xiàn)象。電解飽和食鹽水反應原理：電解飽和食鹽水反應原理：1.電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣通電通電(Cl、OH- 、H+ 、Na+)第9頁/共19頁第10頁/共19頁電解

7、精煉銅原理：電解精煉銅原理：粗銅的溶解與純銅的生成：粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：陽極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）：陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑的金屬：比銅活潑的金屬：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬：比銅不活潑的金屬：Au、Pt不溶解，而以單質沉不溶解，而以單質沉積形成陽極泥；積形成陽極泥；電解質溶液中電解質溶液中CuSO4的濃度基本不變。的濃度基本不變。第11頁/共19頁第12頁/共19頁(1)鈉的冶煉鈉的冶煉 電解熔融的電解熔融的NaCl陽極：陽極：2Cl-2e-=Cl2陰極：陰極：2Na+2e-=2N

8、a總反應：總反應：2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl2通電通電冶煉金屬冶煉金屬: Mn+ne-=M第13頁/共19頁(2)鋁的冶煉鋁的冶煉電解熔融的電解熔融的Al2O3煙罩煙罩陽極陽極C電解質電解質熔融態(tài)鋁熔融態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導電棒鋼導電棒耐火材料耐火材料陰極陰極C陰極：陰極： 4Al3+12e-=4Al陽極：陽極： 6O2-12e-=3O2總反應：總反應： 2Al2O3(熔融熔融) 4Al+3O2鋁電解槽鋁電解槽 通電通電 Na3AlF6第14頁/共19頁A池池:原電池原電池B池池:電解池電解池a負極負極:Zn-2e-=Zn2+b正極正極:2H+ +2e-=H2工作一段時間后溶液工作一段時間

9、后溶液pH增大增大c c陽極陽極:4OH:4OH- -4e-4e- - = 2H= 2H2 2O+OO+O2 2d d陰極陰極:Cu:Cu2+2+ +2e +2e- - = Cu= Cu工作一段時間后溶液工作一段時間后溶液pH減小減小第15頁/共19頁解解: : n(H+)的增加量等于的增加量等于n(OH-)的減少量的減少量4AgNO3 +2H2O 4HNO3 +O2 (陽極陽極)+4Ag(陰極陰極)1mol108g(10-3-10-6) 0.5m(Ag) m(Ag)=0.054(g)電解第16頁/共19頁兩電極接直流電兩電極接直流電源源電解質溶液電解質溶液形成閉合回路形成閉合回路活潑性不同的

10、兩電極活潑性不同的兩電極電解質溶液電解質溶液形成閉合回路形成閉合回路自發(fā)反應自發(fā)反應形形成成條條件件將電能轉變成將電能轉變成化學能的裝置化學能的裝置將化學能轉變將化學能轉變成電能的裝置成電能的裝置定定義義裝裝置置實實例例電解池電解池原電池原電池裝裝置置鍍層金屬接電源正極鍍層金屬接電源正極, ,待鍍金屬接電源負極待鍍金屬接電源負極電鍍液必須含有鍍層電鍍液必須含有鍍層金屬的離子金屬的離子應用電解原理在某些金應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置屬的裝置電鍍池電鍍池第17頁/共19頁電源負極電源負極電解池陰極電解池陰極 (溶液中陰陽離子導電溶液中陰陽離子導電)電解池陽極

11、電解池陽極電源正極電源正極電電子子流流向向陽極：陽極：氧化反應，溶液中氧化反應，溶液中的陰離子失電子或電極金的陰離子失電子或電極金屬失電子屬失電子陰極：陰極：還原反應，溶液中還原反應，溶液中的陽離子得電子的陽離子得電子負極：負極：氧化反應，金屬氧化反應，金屬 失電子失電子正極：正極：還原反應，溶液還原反應，溶液 中的陽離子得電中的陽離子得電子子電電極極反反應應陽極：陽極：與電源正極相連與電源正極相連陰極：陰極：與電源負極相連與電源負極相連負極：負極：較活潑金屬較活潑金屬正極：正極：較不活潑金屬較不活潑金屬 （或能導電的非金（或能導電的非金屬）屬）電電極極名名稱稱電解池電解池原電池原電池裝裝置置負極負極 正極正極導導線線陽極：陽極：氧化反應，氧化反應，金屬電極失電子金屬電極失電子陰極：陰極：還原反應，還原反應，溶液中的陽離子得溶液中的陽離子得電子電子陽極：陽極：必須是鍍層必須是鍍層金屬金屬陰極：陰極：鍍件鍍件電鍍池電鍍池與電解池相同與電解池相同第18頁/共19頁