預(yù)備班化學(xué)選修4課件.ppt

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),4.3 電解池(一) 電解原理,知識(shí)回顧,1、電解質(zhì)是指在_能夠?qū)щ姷幕?合物。 2、電離是指電解質(zhì)在_或_狀態(tài)下離解成_的過(guò)程。 3、原電池是_ 的裝置 。 4、構(gòu)成原電池的條件是,水溶液或熔融狀態(tài)下,水溶液,熔融,自由移動(dòng)離子,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,a.兩個(gè)電極、b.電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)、c.形成閉合回路,探究實(shí)驗(yàn)2,如圖所示，將兩根石墨棒浸入盛有CuCl2溶液的U形管中 ，把濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙放在與電源正極相連的電極附近，再接通18V直流電,觀察現(xiàn)象。 約35min后切斷電源。,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,陰極,陽(yáng)極,Cu,Cl2,

2、電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)裝置,e-,e-,電解池中離子和電子的移動(dòng)方向,實(shí)驗(yàn)結(jié)果交流,實(shí)驗(yàn)記錄,有氣泡逸出,有紅色固體析出,氯氣,銅,使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),（陰極）,（陽(yáng)極）,離子移動(dòng) 通電前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl為自由移動(dòng)的離子；,通電后：Cu2+移向陰極， Cl移向陽(yáng)極；,電極反應(yīng)：,2Cl 2e = Cl2（氧化反應(yīng)）,Cu2+ 2e = Cu（還原反應(yīng)）,一、電解原理：,陽(yáng)極：,陰極：,1.電解：,使直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極發(fā)生 氧化還原反應(yīng)的過(guò)程，叫做電解。,2.電解池：,電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。,一、電解原理,3.構(gòu)成電解池的條件：,直流電源；

3、,與電源負(fù)極相連的電極為陰極,與電源正極相連的電極為陽(yáng)極,陰、陽(yáng)電極,電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；,練習(xí),分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。,放電順序：,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(yáng)離子氧化性越強(qiáng)，越容易得電子。,S2IBrClOH 含氧酸根,陽(yáng)極：還原性強(qiáng)的離子先失電子,Ag+Hg2+Cu2+H+ Na+ K+,電解質(zhì)在水溶液中放電規(guī)律,掌握,電解硫化鈉溶液中會(huì)有怎樣的結(jié)果：,離子放電的順序,H+ Na+,S2 OH,S2 2e S,2H+ +2eH2 ,陽(yáng)極 ：,陰極：,思考,1同一溶液中的下列離子，在電解過(guò)程中最容易失去電子的是() AOH BI CCl DSO42

4、,2電解CuCl2與NaCl的混合溶液，陰極上和陽(yáng)極上最先析出的物質(zhì)為( ) AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2,3電解池中，陽(yáng)極的電極材料一定() A發(fā)生氧化反應(yīng) B與電源正極相連 C是鉑電極 D得電子,B,B,B,1.分析溶液中存在的所有離子（包括水的電離）、并分成陽(yáng)離子組和陰離子組。 2.根據(jù)放電規(guī)律，陽(yáng)離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，而陰離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，完成電極反應(yīng)式。（注意得失電子守恒） 3.由陰陽(yáng)兩電極反應(yīng)式，合并得總反應(yīng)式。（弱電解質(zhì)的須保持分子形式）,寫電極反應(yīng)【方法小結(jié)】,練習(xí)1以石墨碳棒為電極，請(qǐng)寫出分別電解下列溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)式及總的化學(xué)方程

5、式。 NaCl溶液: CuSO4溶液:,不變,1.28,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),4.3 電解池(二) 電解池的應(yīng)用,二、電解原理的應(yīng)用,1.氯堿工業(yè),電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉、氯氣、氫氣用來(lái)生產(chǎn)系列化工產(chǎn)品,思考: （1）通電前，飽和食鹽水中存在哪些離子?這些離子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣？ （2）通電后，溶液中的在陰、陽(yáng)放電的是什么離子？ （3）電解后，在陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)分別得到的產(chǎn)物是什么？怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成?,現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán) 陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅,實(shí)驗(yàn)裝置,電解飽和食鹽水可以制造燒堿、氯氣和氫氣。,動(dòng)動(dòng)手

6、：,請(qǐng)寫出陽(yáng)極和陰極的電極反應(yīng)式，以及總反應(yīng)式,（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦 陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl、OH離子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。 （2）離子交換膜的作用： a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸； b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng) ，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,Cl2,Cl2,Cl,H2,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(yáng)極室,陰極室,粗鹽的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜,精制食鹽

7、水,雜質(zhì)的除去過(guò)程：zxxk,粗鹽水,含少量Ca2+.Mg2+,精制鹽水,2. 電鍍,電鍍：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程，,電極： 陽(yáng)極鍍層金屬 陰極待鍍金屬制品,電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。,(1).銅的電解精煉,粗銅 含雜質(zhì)(Zn、Fe 、Ni 、Ag 、Au等),純銅,粗銅,陽(yáng)極：,Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e- Cu Cu2+2e-,Zn Fe Ni CuAg Au,陰極: Cu2+ + 2e- Cu,陽(yáng)極泥,CuSO4溶液,陽(yáng)極泥: 相對(duì)不活潑的金屬以單質(zhì)的形式沉積在電解槽底,形成陽(yáng)極泥,4、電冶金,制取金

8、屬鈉,電解熔融狀態(tài)的氯化鈉。,陽(yáng)極：,2Cl - 2e- = Cl2,陰極：,2Na+ + 2e- = 2Na,總反應(yīng)：,2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ,目的：使金屬離子獲得電子，還原為單質(zhì),電解熔融氯化鈉制鈉,陽(yáng)極：6O2-12 e- =3O2 陰極：4Al3+ + 12e- =4Al,冶煉鋁,原理:,助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉） 陽(yáng)極材料(碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充zxx,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?,冶煉鋁設(shè)備圖,煙罩,CuCl2溶液,原電池電解池比較,練習(xí),分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。,1. a 、b哪一極為正

9、極？,2. 若要給鐵叉鍍鋅， a極選用什么材料？ 選擇何種溶液？,思考:,e-,金屬性強(qiáng)弱的判斷 已知M+N2+=M2+N Pt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽，陰極先析出M N與E有導(dǎo)線相連放入E的硫酸鹽溶液,電極反應(yīng)：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為,答案：PMNEzxxk,工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4 1.電解時(shí),應(yīng)以 作陰極，電解過(guò)程中陰極附近溶液pH將會(huì) , 2.陽(yáng)極反應(yīng)式為 , 3.總電解反應(yīng)式為 .,2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2,答案:Fe 增大 MnO42_e- =MnO4,電解計(jì)算電子守恒法 例

10、1 ：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.,O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH,計(jì)算關(guān)系式：,例2 ： 用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol,則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A,把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，通電，一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為 A.1:2:3 B:3:2:1 C.6:3:1 D:6:3:2 （ ）,D,1.右圖中x