高三復(fù)習(xí)課件電解池

1、第三節(jié) 電解池 G Zn Cu CCCuCl2溶液溶液寫出右圖原電池的電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)。寫出右圖原電池的電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)。負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+正極：正極： Cu2+ 2e- = Cu電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + CuCuCl2溶液溶液?jiǎn)栴}：如果把兩根石墨棒作電極插入問題：如果把兩根石墨棒作電極插入CuCl2 溶液中，外接直流電源，這還是原溶液中，外接直流電源，這還是原 電池裝置嗎？電池裝置嗎？原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。實(shí)驗(yàn)視頻電解實(shí)驗(yàn)視頻電解CuCl2 溶液溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：

2、與電源負(fù)極相連的碳棒有一層紅色的與電源負(fù)極相連的碳棒有一層紅色的銅銅生成。生成。發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng) 陰極陰極。與電源正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗(yàn)，是與電源正極相連的碳棒上有氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗(yàn)，是氯氣氯氣。發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng) 陽極。陽極。CCCuCl2溶液溶液CuCl2陽極陽極陰極陰極整個(gè)裝置就是電解池。整個(gè)裝置就是電解池。總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電解電解下面以下面以石墨石墨為電極電解氯化銅溶液為例來分析為電極電解氯化銅溶液為例來分析一、電解原理：一、電解原理：通電前：通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；為自由移

3、動(dòng)的離子；通電后：陽離子通電后：陽離子Cu2+移向陰極得到電子，移向陰極得到電子， 陰離子陰離子Cl移向陽極失去電子；移向陽極失去電子；電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：陽極：陽極：2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）陰極：陰極：Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：CuCl2 Cu + Cl2電解電解電解：電解：使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起使直流電通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起 氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解。氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解。構(gòu)成電解池的條件：構(gòu)成電解池的條件：是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛请娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置！學(xué)能的裝置！直流電源；直流電源；與電源

4、與電源負(fù)極負(fù)極相連的電極為相連的電極為陰極陰極與電源與電源正極正極相連的電極為相連的電極為陽極陽極陰、陽電極陰、陽電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；電解池：電解池：電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。的裝置。形成閉合回路。形成閉合回路。CCCuCl2溶液溶液CuCl2陽極陽極陰極陰極放電順序：放電順序：陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子陰極：氧化性強(qiáng)的離子先得電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。金屬金屬 S2IBrClOH(水水) NO3等含氧酸根等含氧酸根 F 陽極：還原性強(qiáng)的離子先失電子陽極：還原性強(qiáng)的離子先

5、失電子Ag+Fe3+Cu2+H+(水水)Fe2+ Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+ 當(dāng)陽極為金屬電極當(dāng)陽極為金屬電極(除鉑、金外除鉑、金外)時(shí)，時(shí)，金屬電極金屬電極優(yōu)先放電。優(yōu)先放電。陽極：陽極：4OH-4e-=O2+2H2O分析電解反應(yīng)的一般思路：分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據(jù)根據(jù)陽極氧化陽極氧化，陰極還原陰極還原寫出電極反應(yīng)及總反應(yīng)式寫出電極反應(yīng)及總反應(yīng)式根據(jù)放電順序確定陰陽兩根據(jù)放電順序確定陰陽兩極什么離子放電極什么離子放電電解池電解池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方離子的遷移方向向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極的電極 發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生

6、還原反應(yīng)的電極的電極 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子陰離子 陽極陽極陽離子陽離子 陰極陰極原電池原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極負(fù)極正極正極陰離子陰離子 負(fù)極負(fù)極陽離子陽離子 正極正極相同點(diǎn)相同點(diǎn)(從原理分析從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)練習(xí)練習(xí) 分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。練習(xí)及作業(yè)：練習(xí)及作業(yè)：完成下列溶液的電極反應(yīng)、總反應(yīng)式完成下列溶液的電極反應(yīng)、總反應(yīng)式(以石墨為電極電解以石墨為電極電解)硫酸溶液：硫酸溶液：NaOHNaOH溶液：溶液：NaNa2 2SOSO4 4溶液溶液:

7、CuCl2鹽酸鹽酸NaClNaCl溶液：溶液：KBrKBr溶液：溶液：CuSOCuSO4 4溶液：溶液：AgNOAgNO3 3溶液溶液：電解水型電解水型電解溶質(zhì)型電解溶質(zhì)型放放H2生堿型生堿型放放O2生酸型生酸型陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陽極陽極: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e- = 2H2 變大變大不不變變 加加 H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2電解電解規(guī)律電解規(guī)律陰極陰極陽極陽極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例

8、電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽極：陽極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2e-=2Cu減小減小減小減小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽極陽極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽極陽極: 2Cl- -2e- = Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- = H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液電解規(guī)律實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽極陽極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽極陽極: 4OH- -4

9、e- = 2H2O+O2 陰極：陰極：Cu2+ 2e- = Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解電解規(guī)律 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類型類型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液復(fù)原方法溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別物質(zhì)類別實(shí)例實(shí)例電解水電解水 電解電解溶質(zhì)溶質(zhì) 電解電解溶質(zhì)和溶質(zhì)和溶劑溶劑 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無氧酸無氧酸HCl陽極：陽極：4OH-4e-=O2+2H2O陰極：陰極：4H+ + 4e- =

10、2H2減小減小增大增大不變不變H2O陽極：陽極：2Cl- - 2e-=Cl2陰極：陰極：2H+2e- = H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無氧酸鹽的無氧酸鹽CuCl2陽極：陽極：2Cl- - 2e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+2e- = Cu減少減少CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無氧酸鹽無氧酸鹽NaCl陽極：陽極：2Cl- - 2e- =Cl2陰極：陰極：2H+2e- = H2增大增大HCl不活潑金屬的不活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽CuSO4陽極：陽極：4OH- - 4e- =O2+2H2O陰極：陰極：2Cu2+4e- = 2Cu減小減小CuO二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1、電

11、解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2、電鍍電鍍把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。4、電冶金電冶金3、粗銅的精煉粗銅的精煉（1）陽離子交換膜：只允許陽離子通過）陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl、 OH離子和氣體不能通過離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成，把電解槽隔成 陰極室和陽極室。陰極室和陽極室。 （2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用： a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸； b、避免氯氣和氫氧化鈉

12、反應(yīng)生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響，而影響 氫氧化鈉的產(chǎn)量。氫氧化鈉的產(chǎn)量。1、氯堿工業(yè)、氯堿工業(yè): 陽陽離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽陽 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽陽極極室室陰陰極極室室2. 2. 電電鍍鍍鐵鐵片片銅銅片片硫酸銅溶液硫酸銅溶液電極：電極： 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。 溶液中溶液中CuS

13、O4的濃度保持不變的濃度保持不變3.3.銅的電解精煉銅的電解精煉粗銅粗銅 含雜質(zhì)含雜質(zhì)(Zn Fe Ag Au 等等)純銅純銅粗銅粗銅陽極：陽極： Zn- 2e- = Zn2+Fe - 2e- = Fe2+Cu - 2e- = Cu2+ Zn Fe CuAg Au 陰極陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽極泥陽極泥CuSO4溶液溶液二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。2、電鍍電鍍把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。含有鍍層金屬

14、離子的溶液作電鍍液。4、電冶金電冶金制取金屬鈉制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后通直流電后陽極：陽極： 2Cl - - 2e- = Cl2陰極：陰極： 2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：3、粗銅的精煉粗銅的精煉：2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 電解電解陽極：陽極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al冶煉鋁冶煉鋁電解電解總式：總式：2Al2O3 4Al+3O2 助熔劑：冰晶石助熔劑：冰晶石思考思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用不用AlCl3?例：在例：在50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā)不考慮水分蒸發(fā))，則：，則： 若兩