電解池選修四精品課件

1、電解池選修四第1頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五復(fù)習(xí)：Cl2在工業(yè)上如何制?。侩娊獬氐墓ぷ髟砑皯?yīng)用第2頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五2H+2e-=H2 （還原反應(yīng)） 2Cl-2e- =Cl2（氧化反應(yīng)） 有氣泡滴加酚酞溶液紅色有氣泡，刺激性氣味，濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán) 電解飽和食鹽水電2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 第3頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是陰、陽離子的定向移動，其導(dǎo)電過程在電極上發(fā)生了化學(xué)變化。此過程即為電解的過程電解：在直流電的作用下，在兩極上分別 發(fā)生氧化

2、反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。第4頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五一、電解池1、定義：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置2、電解池的構(gòu)成(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個(gè)電極 電源正極陽極,電源負(fù)極陰極(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì) (4) 形成閉合回路第5頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五在電解池中，電子和離子是怎樣移動的？e-：電源負(fù)極陰極陽極電源正極 離子：陽離子陰極陰離子陽極3、電子和離子的移動方向第6頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五按圖所示，在U形管中加入了飽和氯化銅溶液，用石墨棒作電極；接通電源，會有何現(xiàn)象？試一試：第7頁，

3、共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五石墨棒上覆蓋有紅色物質(zhì) Cu 2+2e-Cu（還原反應(yīng)） 有氣泡，刺激性氣味，濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán) 2Cl-2e-=Cl2（氧化反應(yīng)） 總反應(yīng)：CuCl2 = Cu + Cl2 通電第8頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五CuCl2= Cu2+2Cl- H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-H2O OH- + H+想一想： H+ 和 OH-為什么沒有參與電解？想一想： CuCl2溶液中除了Cu2、Cl-， 還有什么離子？第9頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五 陰極陽離子得到電子 發(fā)生還原反應(yīng)，根

4、據(jù)氧化性強(qiáng)弱 Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+H+（酸）Fe2+ Zn2+H+（水） Al3+Mg2+Na+ 陽極陰離子失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)還原性強(qiáng)弱 S2IBrClOH 其它含氧酸根離子4、電解時(shí)離子放電順序（MgAg）活性電極第10頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五想一想、做一做：若以銅和石墨為電極,電解硫酸溶液，情況會如何？并寫出電極反應(yīng)式。（1）陽極：石墨 陰極：銅4OH- - 4e- = 2H2O + O24H+ + 4e- = 2H22H2O = 2H2 + O2通電總反應(yīng)：（2）陽極：銅 陰極：石墨Cu - 2e- = Cu2+Cu2+ + 2e

5、- = Cu第11頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五練習(xí)：分別用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶 液，寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式（1）稀硫酸 （2）NaOH （3）鹽酸 陰極：4H+4e- =2H2 （1）陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2總反應(yīng)式：（3）陰極：2H+ + 2e- = H2 陽極：2Cl- - 2e- = Cl2總反應(yīng)式：2HCl = H2 + Cl2通電2H2O = 2H2 + O2通電第12頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五（4）KCl （5）Na2SO4 （6）CuCl2（7） AgNO3 （8） CuSO42Cl

6、- - 2e- = Cl2 2H+ + 2e- = H2（4）陽極：陰極：總反應(yīng)：通電2KCl+2H2O = 2KOH + Cl2 + H2 2Cl-+2H2O = 2OH- + Cl2 + H2 通電第13頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五陰極：4H+4e- =2H2 陽極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2總反應(yīng)式：（6）CuCl2陰極：Cu2+ + 2e- = Cu陽極：2Cl - - 2e- = Cl22H2O = 2H2 + O2通電（5）Na2SO4總反應(yīng)式：CuCl2 = Cu + Cl2 通電第14頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分

7、，星期五（7）AgNO34Ag+ + 4e- = 4Ag4OH - 4e- = 2H2O + O2 4Ag+ + 2H2O = 4Ag + O2+ 4H+ 通電陰極： 2Cu2+ + 4e- = 2Cu陽極： 4OH- - 4e - = 2H2O + O2 （8）CuSO42Cu2+2H2O= 2Cu + O2 + 4H+通電總反應(yīng)： 陽極：陰極： 總反應(yīng)：第15頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五想一想： 以碳棒為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí)， 有什么特點(diǎn)或規(guī)律？第一組：Na2SO4、H2SO4、NaOH第二組： HCl、CuCl2第三組：KCl、CuSO4、AgNO3第

8、16頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五5、電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 電解電解質(zhì)型： 無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液 （如：HCl、CuCl2） 電解水型： 含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽溶液 （如：NaOH、H2SO4、Na2SO4）第17頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五 電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型 A、放氫生堿型： 活潑金屬的無氧酸鹽(如：NaCl、MgBr2) B、放氧生酸型： 不活潑金屬的含氧酸鹽(如：CuSO4、AgNO3)第18頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五練習(xí)：用銅作電極電解硫酸銅溶液， 寫出電極反應(yīng)式陽極:

9、Cu - 2e- = Cu2+陰極: Cu2+ 2e- = Cu 用活潑性電極作陽極，電極本身被氧化。 若再用含相同金屬元素離子的鹽溶液做電解液，則電解過程中，電解液的成分和濃度均保持不變。 銅的電解精煉第19頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五二、電解原理的應(yīng)用純銅粗銅 硫酸銅(硫酸酸化)Zn、Ni、Ag、Au陰極: Cu2+ + 2e- = Cu陽極: Cu - 2e- = Cu2+1、銅的電解精煉陽極泥：相對不活潑的金屬如:Ag、Au等以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥電解銅，純度高(99.9%)、 導(dǎo)電性好濃度基本不變，但須定時(shí)除雜Zn - 2e- = Zn2+

10、 Ni - 2e- = Ni2+第20頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五(1)定義：應(yīng)用電解的原理在某些金屬或非金屬 材料表面鍍上一層其他金屬或合金的過程。(2)目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀 和表面硬度。2、電鍍(3) 電鍍材料的選擇 陰極鍍件 陽極鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液 濃度保持不變(4)電鍍特點(diǎn)：陽極本身參加電極反應(yīng)第21頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五例：如何在鐵片表面鍍上一層銅？陽極：銅片陰極：鐵片電解液：CuSO4溶液第22頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣

11、和氫氣。 3、氯堿工業(yè)想一想：在左面的電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)中，電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng) ？生成NaClO ，使NaOH不純H2和Cl2混合遇火發(fā)生爆炸 通電2NaCl+2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2 第23頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱：陽離子交換膜電解槽 陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電 解槽隔成陰極室和陽極室。 (2)離子交換膜的作用： a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸 b、避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO影響 NaOH的產(chǎn)量。第24頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五4、電冶金（1）制取金

12、屬鈉電解熔融氯化鈉陽極：2Cl - - 2e- = Cl2陰極：2Na+ + 2e- = 2Na總反應(yīng)：通電2NaCl = 2Na + Cl2第25頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五（2）制取金屬鋁電解熔融氧化鋁陽極：6O2- - 12e- = 3O2陰極：4Al3+ + 12e- = 4Al總反應(yīng)：通電2Al2O3 = 4Al + 3O2注意：反應(yīng)過程中使用冰晶石(Na3AlF6)作為 熔劑，使Al2O3在較低的溫度下熔化第26頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五再見！第27頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五陽離子交換膜法 陽離

13、子交換膜電解槽陽離子交換膜第28頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五電解熔融氯化鈉制鈉第29頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五第30頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五第31頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五問題透析Cu +2H+ Cu2+ + H2若反應(yīng)為： ，該反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？請說明理由_。第32頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五 對于下列裝置中的反應(yīng)，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式并注明反應(yīng)類型： (1)甲裝置中，Zn極： Ag極：(2)乙裝置中，Cu極： Ag極：(3)丙裝置中，F(xiàn)e極

14、： C極： (4)丁裝置中，Pt極： Fe極： 第33頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五 電解液中含有K+、Cl 、SO42、 OH （少量）、Cu2+、H+（少量）， 用兩個(gè)石墨棒作電極電解，開始時(shí) 陽極上電極反應(yīng)式是_； 陰極上電極反應(yīng)式是_改用兩個(gè)銅棒作電極電解時(shí)，則 陽極變化是_， 陰極上電極反應(yīng)式是_。 電極反應(yīng)式是_；第34頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五例：右圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正

15、極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2第35頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五例： 、將等體積、等物質(zhì)的量濃度的CuSO4 和NaCl溶液混合后，用石墨電極電解,寫出電解過程中的電極反應(yīng)式，并描繪出溶液的PH隨時(shí)間的變化曲線。PH值變化：PHt解析：一階段：陽極：2Cl 2e = Cl2 陰極：Cu2+ + 2e = Cu二階段：陽極：4OH 4e = 2H2O+O2 陰極：Cu2+ + 2e = Cu三階段：陽極：4OH 4e = 2H2O+O2 陰極：4H+ 4e = 2H2第36頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五例：在50mL 0.2mol/L的硫

16、酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則： 若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化 。 若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應(yīng)式是 如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電當(dāng)電路中有0.01mol電子通過時(shí)，陰極增重 g，陰極上的電極反應(yīng)式是 。不變0.32Zn 2eZn2+Cu2+ +2eCu第37頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五第38頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五44如圖A為直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色，請?zhí)羁眨海?）電源A上的a為_極（2）濾紙B上

17、發(fā)生的總化學(xué)方程式為：_（3）欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點(diǎn)， 使c、d兩點(diǎn)短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為：_ ，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為：_，槽中盛放的鍍液可以是_溶液。第39頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五（1）正極，（2）2NaCl 2H2O2NaOHH2Cl2 （3）Zn2e =Zn2， Zn22e=Zn，ZnCl2（ZnSO4） 第40頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五在下列兩個(gè)電解池中，I、II兩極都是石墨電極。將電源接通，通電16分5秒，電流強(qiáng)度為5安培，Pt電極質(zhì)量增加5.40g。試回答下列問題：（1）在I、II極上析出質(zhì)量各為多少g

18、？（2）Ag電極溶解多少g？根據(jù)該池給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)是多少？ AgNO3PtCuSO4Ag第41頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五例3：右圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，只在c、d兩極上共收集到336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體。回答：（1）直流電源中，M為極。（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是 ，其質(zhì)量為 g。（3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2。（4）AgNO3溶液的濃度（填增大、減小或不變。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的濃度，H2SO4溶液的pH。（5）

19、若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為多少g。第42頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五i工業(yè)上采用以鐵和石墨為電極，電解K2MnO4溶液的辦法制取KMnO4。（1）電解時(shí)，應(yīng)以 作陰極，電解過程中，陰極附近溶液的pH值將會_（增大、減少、保持不變）（2）陽極的反應(yīng)式為 （3）電解的總反應(yīng)式是 i （1）鐵 增大 （2）MnO42eMnO4 （3）2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2第43頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五（2）寫出電極反應(yīng)：A中：_B中：_ C中：_ D中：_ （1）標(biāo)出電源

20、的正、負(fù)極，X為 _，Y為_.模擬訓(xùn)練：由電極產(chǎn)物判斷電源電極：4H42H：4OH42HOOC：2H2HD：2Cl2Cl分析電極、離子移動方向,依據(jù)放電規(guī)律，判斷產(chǎn)物。如圖裝置中,E為一只盛有AlCl3溶液的燒杯，C為鉑棒、D為鐵棒，X與Y為電源的電極，A、B中插入多孔的惰性電極。切斷開關(guān)K1，閉合開關(guān)K2，通直流電一端時(shí)間后，A、B中液面如圖所示，請回答 ：第44頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五(3)電解AlCl3溶液時(shí),下圖所示的電解變化曲線合理的是( )(忽略燒杯中陽極產(chǎn)生氣體與溶液的反應(yīng))A BCDA依據(jù)陰陽兩極得失電子守恒，以及鋁元素的性質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合圖表分析A

21、l3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3如圖裝置中,E為一只盛有AlCl3溶液的燒杯，C為鉑棒、D為鐵棒，X與Y為電源的電極，A、B中插入多孔的惰性電極。切斷開關(guān)K1，閉合開關(guān)K2，通直流電一端時(shí)間后，A、B中液面如圖所示，請回答 ：模擬訓(xùn)練：第45頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)34分，星期五如圖裝置中,E為一只盛有AlCl3溶液的燒杯，C為鉑棒、D為鐵棒，X與Y為電源的電極，A、B中插入多孔的惰性電極。切斷開關(guān)K1，閉合開關(guān)K2，通直流電一端時(shí)間后，A、B中液面如圖所示，請回答 ：(4)電解AlCl3溶液時(shí),若產(chǎn)生沉淀1.56g時(shí), 將A極產(chǎn)生的氣體在常溫下燃燒,生成液態(tài)水,放出8.574KJ熱量,寫出其燃燒熱的熱化學(xué)方程式.依據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子相等Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3：223