高二化學(xué)電解

高二化學(xué)電解第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四1、原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。復(fù)習(xí)：ZnCCuSO4溶液負(fù)極(Zn)：Zn－2e－＝Zn2+正極(C)：Cu2++2e－＝Cu(氧化反應(yīng))e－e－(還原反應(yīng))想一想：構(gòu)成原電池的條件是什么?第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四3、原電池電極的判斷負(fù)極：較活潑金屬，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：較不活潑金屬或非金屬，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)2、構(gòu)成原電池的條件：⑴、具有不同的電極，較活潑的金屬作負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬作正極。⑵、具有電解質(zhì)溶液⑶、形成閉合回路第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

Ⅰ

Ⅱ第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)象：與電源正極相連的電極上有氣泡析出，與電源負(fù)極相連的電極上有紅色物質(zhì)析出CCCuCl2溶液第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解氯化銅溶液微觀模擬第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四CCCuCl2溶液結(jié)論：氯化銅溶液通電后發(fā)生了化學(xué)變化，而電流的作用是這種化學(xué)變化的根本原因。

第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四第四單元電解原理及應(yīng)用第一節(jié)電解原理一、電解原理1、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。2、電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四3、形成電解池的條件e－e－CCCuCl2溶液⑴與電源相連的兩個(gè)電極⑵、電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)⑶、形成閉合回路4、電極的判斷陰極：與電源負(fù)極相連，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)陽極:與電源正極相連，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)陰極陽極第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解池能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極

發(fā)生還原反應(yīng)的電極

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽離子向正極遷移相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)5.原電池與電解池的比較:第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(1)寫出以碳棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應(yīng)式陰極：Cu2++2e－＝Cu6、電極反應(yīng)的書寫：陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑總反應(yīng)：CuCl2

＝＝Cu+Cl2↑電解CC第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)寫出以碳棒作電極電解氯化鈉溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四7、電解時(shí)離子放電順序①陰極:陽離子放電，得電子能力強(qiáng)先放電Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+②陽極:陰離子放電，失電子能力強(qiáng)先放電S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子A.若陽極是金屬(金屬活動(dòng)順序表Ag以前)，溶液中的陰離子一律不放電，而是電極材料失電子。B.若陽極是惰性(Pt、Au、石墨)，則放電順序如下：第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑴電極材料8.影響離子放電順序的因素⑵離子本身的氧化性﹑還原性第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四寫出電極反應(yīng)式

Cu（Ⅱ

）

。

Cu（1）

。2H＋＋2e-＝

H2↑Cu-2e-＝Cu2+Cu＋H2SO4CuSO4＋H2電解⑴電極材料直流電源

Cu（Ⅰ）

Cu（Ⅱ）稀硫酸溶液負(fù)極正極若陽極是金屬(金屬活動(dòng)順序表Ag以前)，溶液中的陰離子一律不放電，而是電極材料失電子。第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)離子濃度相同或相近時(shí),由離子本身的氧化性﹑還原性確定.如:用惰性電極電解0.1mol/LAgNO3與0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液又如:用惰性電極電解Ag先析出,Cu后析出.0.1mol/LFeCl3和0.1mol/LCuCl2混合溶液,陰極初始反應(yīng)為:Fe3++e-=Fe2+,開始并沒有Cu析出第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)（）（2）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程就是電解過程(）1、判斷（1）電解、電離均需要通電才能實(shí)現(xiàn)（）√××鞏固提高：第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四二、電解規(guī)律的討論：(用惰性電極電解時(shí))C或PtC或Pt第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四以石墨為電極，電解下列物質(zhì)：鹽酸、CuCl2溶液3.Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液2.AgNO3溶液、CuSO4溶液4.NaCl溶液NaBr溶液思考第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑴、電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)上是電解水。如電解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液時(shí)其電極反應(yīng)式為：陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的水即可。第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑵、電解無氧酸溶液(氫氟酸除外)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)上是電解質(zhì)本身被電解。如電解鹽酸、CuCl2溶液等時(shí)電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)(通入一定量的HCl氣體)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑電解電解鹽酸第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑶、電解不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e－＝2Cu總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

電解電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液:第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四⑷、電解活潑金屬的無氧酸鹽溶液時(shí)，電解質(zhì)和水都有一部分被電解，如電解NaCl溶液等。電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl。陽極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四三.其他問題的討論：

1.電解后溶液中溶質(zhì)的濃度變化

2.如何恢復(fù)原來的濃度

3.電解后溶液PH值的變化

第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四電解物質(zhì)電極反應(yīng)電解對(duì)象濃度變化PH變化電解質(zhì)復(fù)原所加物質(zhì)Na2SO4(ag)HCl(ag)CuCl2(ag)NaCl(ag)KBr(ag)CuSO4(ag)AgNO3(ag)用惰性電極電解下列溶液陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:Cu2++2e-=Cu陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑陽極:2Br--2e-=Br2陰極:2H++2e-=H2↑陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:Cu2++2e-=Cu陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:Ag++e-=AgH2OHClCuCl2NaCl﹑H2OKCl﹑H2OCuSO4﹑H2OAgNO3﹑H2O增大減小減小減小減小減小減小不變?cè)龃笤龃笤龃鬁p小減小H2OHClCuCl2HCl稍小CuOAg2OH2SO4(ag)NaOH(ag)陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑H2O增大減小H2O陽極:4OH--4e-=2H2O+O2↑陰極:2H++2e-=H2↑H2O增大增大H2O第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四四、電解原理的應(yīng)用1、銅的電解精煉⑴、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅－CuSO4溶液⑵、粗銅的精煉以粗銅為陽極，以純銅為陰極，以CuSO4溶液為電解液進(jìn)行電解陽極：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

陰極：

Cu2++2e－＝Cu第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四2、電鍍⑴、概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程。⑵、電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬－含鍍層金屬離子的鹽溶液①、鍍件作陰極②、鍍層金屬作陽極③、含鍍層金屬陽離子的鹽溶液作電解液第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四

（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動(dòng)，

向陽極移動(dòng)。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動(dòng)，因此陰極

濃度增大，PH

。陰極方程式：

。

2Cl--2e-=Cl22H++2e-=H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+三、電解原理的應(yīng)用3、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣。第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:產(chǎn)生刺激氣體使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)色.陰極:產(chǎn)生無色、無味氣體第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會(huì)反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.第一個(gè)問題:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陽極：鈦陽離子交換膜：只允許陽離子通過(Cl－、OH－離子和氣體不能通過)，把電解槽隔成陰極室和陽極室。（2）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)陽極室陰極室第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四提示：第二個(gè)問題：精制食鹽水由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+

、Mg2+、

Fe3+、SO42—等雜質(zhì)，會(huì)在堿液中形成沉淀從而損壞離子交換膜，那么如何除去這些雜質(zhì)呢？3、所有試劑只有過量才能除盡，你能設(shè)計(jì)一個(gè)合理的順序逐一除雜嗎？2、用什么試劑除去Ca2+

、Mg2+、Fe3+

、SO42—1、用什么方法除去泥沙？電解飽和食鹽水必須解決兩個(gè)主要問題:第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+

、SO42-Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+

、引入Ba2+Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+、Cl-沉降除泥沙略過量BaCl2

溶液除SO42-略過量Na2CO3

溶液除Ca2+.

Ba2+

略過量NaOH溶液除Fe3+,

Mg2+

適量HCl溶液調(diào)節(jié)PH除CO32-、OH-第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四4、電冶金（冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等）制取金屬鈉電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。通直流電后，陽極：2Cl-

－2e-==Cl2↑陰極：2Na++2e-==2Na總反應(yīng)：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑結(jié)論：電解法是冶煉金屬的一種重要方法，是最強(qiáng)有力的氧化還原的手段。第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四4、電冶金（使用電解法冶煉像鈉、鎂、鋁等活潑金屬的方法）制取金屬鋁電解熔融狀態(tài)的氧化鋁。陽極：6O2-

－12e-==3O2↑陰極：4Al3++12e-==4Al總反應(yīng)：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑冰晶石助熔劑：冰晶石（Na3AlF6

六氟合鋁酸鈉）陽極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用AlCl3?第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律

若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，主要思路是“三看”先看電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同再看溶液：兩極插入電解質(zhì)溶液中后看回路：形成閉合回路或兩極接觸

若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，則為電鍍池，其余情況為電解池。第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四練習(xí)1、分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。第39頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCuPtPtAgFe第40頁，共44頁，2023年，2月20日，星期四2、下列說法或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）