第三节《电解池》第二课时
2、电能转化为化学能——电解
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3 装置:
阴极: 阳极:
Cu2+ + 2e– = Cu Cu – 2e– = Cu2+
镀件
阴极
铜
阳极
CuSO4溶液
思考:铁上镀锌
阳极: Zn 阴极: Fe 电解液: ZnSO4
镀锌膨胀螺丝
火法炼铜得到粗铜锭
粗铜电解精炼得到纯铜
铜的电解精炼
粗铜:含杂质(Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等)
阳极: Zn Zn – 2e– = Zn2+ Fe Fe – 2e– = Fe2+ Ni Ni – 2e– = Ni2+ Cu Cu – 2e– = Cu2+ Ag 阳极泥 Au
牺牲阳极
精炼铜
谢谢
举一反三
二、电镀
1.定义:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它 金属或是合金的方法。
趣味实验室------镀铜硬币
以“铁上镀铜”为例,阅读课本“电镀”
阅读理解
2 以铁上镀铜为例,镀件、镀层金属分别连接电源哪一极,电镀液有什么 要求?
阴极 —— 镀件
电镀液 ——含有镀层金属离子的溶液
阳极—— 镀层金属
阴极: Cu2+ + 2e– = Cu
思考1:若把阴极纯铜换成铁棒,电解过程变吗? 不再精炼铜,而是铁上镀铜
思考2. 精炼铜时,杂质都以单质的形式沉积到池底?杂质去哪了?
比铜活泼的以离子形式进入溶液中,比铜不活泼的以单质形式成为阳极泥
思考3. 阳极主要反应Cu – 2e– = Cu2+ 阴极反应Cu2+ + 2e– = Cu 外电路通过0.2mol电子时,
阳极减少Cu质量 < 6.4 g (Fe、Zn) 阴极增加Cu质量 = 6.4 g
2020高中化学第四章电化学基础第三节电解池第2课时电解原理的应用教案新人教版选修4
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第2课时 电解原理的应用[明确学习目标] 1.了解电解在氯碱工业中的应用。
2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。
一、电解饱和食盐水 1.装置、现象及电极反应式2.解释放电顺序:□03H +>Na + □04Cl ->OH - 3.总反应式化学方程式:□052NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑; 离子方程式:□062Cl -+2H 2O=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑。
二、电镀 1.定义电镀是应用□01电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他□02金属或□03合金的方法。
2.电镀池的构成(往铁件上镀铜)(1)阴极材料:□04Fe ,电极反应式:□05Cu 2++2e -===Cu ; (2)阳极材料:□06Cu ,电极反应式:□07Cu -2e -===Cu 2+; (3)电解质溶液:□08CuSO 4溶液。
3.电镀的目的主要是增强金属□09抗腐蚀能力,增强美观和表面硬度。
三、电冶金 1.金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中□01还原出来。
M n ++n e -===M 。
2.电冶金电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些□02活泼金属单质的制取,如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠阳极反应式:□032Cl --2e -===Cl 2↑; 阴极反应式:□042Na ++2e -===2Na ; 总反应:□052NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
1.用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl 溶液,如何通过实验现象判断阴、阳两极? 提示:2.若把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜,阳极材料换为粗铜,能否通过电解方法由粗铜制精铜?提示:能。
阴极反应式为Cu 2++2e -===Cu ,而粗铜作阳极,比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液,但不会在阴极上得电子成为单质(因Cu 2+得电子能力比它们要强),不如Cu 活泼的金属不失电子,会随Cu 的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区,成为阳极泥。
4.3电解池(第二课时)
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【课题】第三节电解池(第二课时)【学习目标】了解氯碱工业,电镀,冶金的原理【学习重点】理解电解原理和应用。
【学习难点】理解电解原理,电解产物的判断。
【自主学习】二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水制、和阳极(放电顺序:Cl―>OH―):( 反应)阴极(放电顺序:H+>Na+):( 反应)总反应:2、电镀(1)电镀是应用原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2)电镀的主要目的是使金属增强、增加和。
(3)镀层金属:通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,Cr、Zn、Ag、Cu等(4) 作阳极;作阴极;作电镀液。
如在铁制品上镀铜:阳极——铜阴极——铁制品电镀液——CuSO4溶液电极反应:阳极(Cu) 阴极(Fe)3、电解精炼铜粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),须利用电解的方法精炼粗铜。
作阳极,作阴极,用溶液作电解液。
阳极:阴极:比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
4、电冶金(1) 本质:利用电解使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来(2) 适用范围:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融) 电解2Na + Cl2↑【课堂练习】班级姓名1.下列叙述中不正确的是()A.电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应B.原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化作用D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢2、下列图示中关于铜电极的连接错误的是()7、关于电解NaCI水溶液,下列叙述正确的是()A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液,溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液,溶液呈无色D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后落液呈中性8、下列描述中,不符合生产实际的是()A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极11、下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-= Cl2 ↑B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu -2e-== Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-== Fe2+13、如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
人教版高中化学选修4:4.3电解池(第二课时)(共23张PPT)
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课堂练习9
关于 两电解池串联
串联电解熔融KCl、MgCl2、Al2O3一段时 间后,析出K、Mg、Al的物质的量之比
是 6:3:2 。
课堂练习10 关于 两电解池串联
如图所示,通电5min后,第③极增重
2.16g,同时在A池中收集到标准状况下的气
体224mL,设A池中原混合液的体积为200mL,
【问3】电解氯化钠溶液呢?写出电极反应。
阴
极: 2H+ + 2e— = H2
阳
极: 2Cl— - 2e— = Cl2
总反应:
2Cl
电解 2H2O Cl 2
H2
2OH
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2
【问4】 电解CuSO4溶液写出电极反应。
阳极:4OH--4e-=2H2O + O2↑ 阴极:2Cu2+ + 4e-= 2Cu
求通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度。
-
+
0.025mol/L
阴阳
阴
阳
课堂练习11
某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器, 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为 使氯气被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒 液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消 毒液的主要成分判断正确的是
A、a为正极,b为负极;NaClO和NaCl B、a为负极,b为正极;NaClO和NaCl C、a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl D、a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
第二课时
5.离子的放电:
问:为什么Cu2+、Cl-放电,而不是H+和OH-?
第三节 电解池(第二课时)
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电解
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
溶液pH:增大 恢复方法:加HCl
电解方程式书写
溶液中阳离子: H+ Cu2+ 阳极C
放电顺序: H+<Cu2+
阴极C
阴极: 2Cu2++ 4e- = 2Cu
溶液中阴离子: OH- SO42-
氧 气
CuSO4溶液
铜
放电顺序: OH- >SO42阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
Ⅲ Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 如CuCl2 、HCl Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型 如NaCl、KCl
Ⅳ
Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区:电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
电解方程式书写
溶液中阳离子:H+、Cu2+ 阳极C
放电顺序:Cu2+> H+
阴极C
阴极:Cu2++ 2e-=Cu
溶液中阴离子:OH-、Cl-
氯 气
CuCl2溶液
铜
放电顺序:Cl-> OH-
阳离子在阴极上得电子 阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴离子在阳极上失电子 电解 总反应 CuCl2 Cu+Cl2 ↑
阳极:①活性材料(活泼性大于Ag, 包括Ag)作电极时:电子材料在阳极 失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离 子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时: 溶液中阴离子的放电顺序是: S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 -、 SO42-等含氧酸根离子>F-
完整word版,高中化学《电解池》第2课时教案设计新人教版选修3
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第四章第三节电解池第二课时教案课题:第三节电解池(二) 授课班级课时教学目的知识与技能了解氯碱工业,电镀,冶金的原理过程与方法培养学生的实验操作能力,团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力情感态度价值观通过电镀工业废水处理的简单介绍,增强学生的环境保护意识重点电解池原理难点电解池应用知识结构与板书设计二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气(1) 实验原理:阳极(放电顺序:Cl―>OH―):2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应)阴极(放电顺序:H+>Na+):2H++2e==H2↑(还原反应)总反应:2NaCl+2H2O电解2NaOH +H2↑+ Cl2↑阴极阳极(2)工业制备方法---离子交换膜法2、电解精炼铜粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。
阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+阴极(精铜):Cu2++2e-=Cu比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电镀铜(1) 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2) 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3) 镀层金属:通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,如Cr、Zn、Ag、Cu等(4) 在铁制品上镀铜:阳极——铜阴极——铁制品电镀液——CuSO4溶液原理:阳极(Zn) Zn-2e==Zn2+阴极(Fe) Zn2++2e == Zn4、电冶金(1) 本质:利用电解使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中还原出来(2) 适用范围:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动[引言]上节课我们学习了电解的原理,电解是通过电流引起化学反应的过程,即将电能转变成了化学能。
人教版化学选修四第四章第三节电解池(共13张PPT)
![人教版化学选修四第四章第三节电解池(共13张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/b50975b8a58da0116c17498c.png)
加酚酞溶液变红
实验装置
2.电镀
(1).
定义
利用电解原理在某些金属的表面镀上 一薄层其它金属或合金的过程。
(2). 电镀材料的选择
阴极——镀件 阳极——镀层金属
电镀液——含有镀层金属离子的溶液
(3).电极反应式
阴极:Cu2++ 2e- = Cu
阳极: Cu - 2e- = Cu2+ (4).电镀的特点
择决定命运,环境造就人生!
电解
==MgLeabharlann +Cl2↑
(3)制取金属铝
电解熔融氧化铝
阳极: 6O2- - 12e- = 3O2↑
阴极: 4Al3+ + 12e- = 4Al
总反应:
电解
2Al2O3 ==
4Al
+
3O2↑
小结:电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
电镀池
电解精炼池
定义
将电能转变成化学能 的装置。
应用电解原理在某些 金属表面镀上一层其 它金属的装置。
①阳极本身参加电极反应 ②电解质溶液的浓度保持不变
3、粗铜的电解精炼
-+
以粗铜为阳极,以纯铜 纯铜
粗铜
为阴极, 以CuSO4溶液 为电解液进行电解
阳极: Zn Zn-2e- = Zn2+
Fe Ni
Fe -2e- = Ni -2e- =
Fe2+ Ni2+
CuSO4溶液
阳极泥: 相对不活泼的金
Cu Cu-2e- = Cu2+ 属以单质的形式沉积在电
离子放电顺序:
阳离子 H+ > Na+ 阴离子 Cl- > OH-
高二化学电解池第二课时
![高二化学电解池第二课时](https://img.taocdn.com/s3/m/9d622645336c1eb91a375d1c.png)
8/11/2013
问题引导下的再学习 惰性电极电解溶液总结:
1、有金属生成的电极一定是 阴极 。 2、阴极产生的气体一定是 H2 。 3、阳极产生的气体一定是 O2 Cl2 。 4、酸产生在 阳极 ,碱产生在 阴极 。
8/11/2013
达标训练 + 1、M是 原电池 ,N是 电解池 , — 注明电极名称。 2、随反应进行, M中H2SO4浓度 减小 , M 稀H2SO4 N N中H2SO4浓度 增大 。 3、四个电极的电极产物分别是: Zn Zn2+ ,Cu H2 ,石墨1 O2 , 石墨2 H2 , 其物质的量之比为: 2:2:1:2 。 电子守恒
Ⅱ与Ⅳ区:电解水型
8/11/2013
如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
作业布置
作业:1、一线课时22(43-44页),删:B组6题
2、预习“电解原理的应用”。
8/11/2013
第三节 电 解 池
第二课时 电解的规律和类型
预习检测
1、
电源
正极
电解池
阴 阳 离 离 子 子
阳极 失 e-, 氧化 反应 阴极 得 e-, 还原 反应
负极 2、离子放电顺序
阳极: 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH -> 含氧酸根>F-
Ag 阴极: +>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+ >Mg2+>Na+>Ca+>K+
8/11/2013
电解池(第二课时)
![电解池(第二课时)](https://img.taocdn.com/s3/m/cb59368771fe910ef12df832.png)
电解池(第二课时)
学习目标:
1、掌握电解饱和食盐的原理。
2、了解电镀、金属精炼、电冶炼等方面的方面的发展前景。
重点难点:
1、、电解饱和食盐的原理。
2、电镀、金属精炼。
学习过程:
1、什么叫氯碱工业?
2、电解饱和食盐水
实验现象:
电极反应方程式:
总方程式:
存在问题:
3、叙述并画出电镀铜的装置,同时写出电极方程方程式。
4、叙述并画出电解精炼铜的装,同时写出电极方程方程式。
5、对比原电池和电解池的特点。
当堂检测:
1、电解原理在化学工业中有广泛应用。
右图表示一个电解池,装有
电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直Array流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶
液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞
试液,则
①电解池中X极上的电极反应式
为。
在X极附近观察到的实验
现象是。
②Y电极上的电极反应式为。
检验该电极反应产物的方
法是。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是,电极反应式为。
②Y电极的材料是,电极反应式为。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)。
高中化学第四章第三节电解池第2课时课件新人教选修4.ppt
![高中化学第四章第三节电解池第2课时课件新人教选修4.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/46f4865f02d8ce2f0066f5335a8102d276a2618a.png)
H2SO4 NaOH
Na2SO4
减小
阳极:4OH- + 4e- = O2+2H2O增大 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑
不变
HCl
阳极:2Cl- + 2e- = Cl2↑ 阴极:2H++2e- = H2↑
增大
CuCl2
阳极:2Cl- + 2e- = Cl2↑ 阴极:Cu2++2e- = Cu↓
K+ 2、阴离子放电(失电子)顺序:还原性
金属> S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (水)>
含氧酸除根P(tN、O3A-、u SO42– 等) > F-
注意:若阳极是活性电极(石墨、金、铂之外)阳极本 身失去电子被氧化,阴离子不在阳极放电;若阳极是惰 性电极,还原性强的阴离子在阳极放电,阴极材料不发 生任何变化。
(复习回顾) 一、电解: 电流通过电解质溶液(或熔融电解质)
而在阴、阳两极引起氧化还原反应的 过程。
理解:电解质溶液导电的过程就是 电解过程。 电解是非自发地将 电 能转化为 化学 能。
1、电解池(槽):电能转化为化学能的装置。
2、构成电解池的条件:
(1)直流电源(2)两个电极;
(3)电解质溶液或熔融的电解质; (4)闭合回路。
放电 次序
一、电解原理
4.放电能力
阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电。
离子得失电子的能力 影响离子放电的因素:
离子的浓度
4、离子放电顺序:
1、阳离子放电(得电子)顺序:氧化性 Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(水) > Pb2+ >
人教版化学选修四4-3 电解池第二课时(2)(共20张PPT)
![人教版化学选修四4-3 电解池第二课时(2)(共20张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/33fbbc10960590c69fc37686.png)
阴极:2Cu2++4e=2Cu
阳极:4OH--4e=O2↑+2H2O 总反应:
通电
2CuSO4+2H2O= 2Cu+O2↑ + 2H2SO4
4、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl、MgBr2等)溶液的电解。 电解氯化钠溶液
阳极:2Cl--2e=Cl2↑ 阴极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:
第四章 电化学基础
第三节 电解池
4、离子的放电顺序
阴极:阳离子放电顺序 与金属活动顺序相反
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ H+(水中) Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ H+(酸中) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+
得电子能力依次增强
阳极:阴离子放电顺序
金属电极﹥S2-﹥I-﹥Br-﹥ Cl- ﹥OH-﹥含氧酸根离子 > F-
阳极产物的判断:
关键是判断什么粒子失电子 还原性强的先失电子
还原性:Cu>Ag>Cl_>OH_
阴极产物的判断: 关键是判断什么粒子得电子 氧化性强的先得电子
氧化性: Ag+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+
注意:
①活泼金属离子K+、Ca2+、Na+、 Mg2+ 、 Al3+在溶液中不会得到电子;
H+ OH- SO42H+ OH- ClNa+ H+ OHNa+ Cl- H+ OHK+ SO42- H+ OHCu2+ Cl- H+ OHCu2+ SO42- H+ OH-
第三节电解池第二课时
![第三节电解池第二课时](https://img.taocdn.com/s3/m/ead540e6941ea76e58fa044f.png)
一、电解原理
1、电解原理
在外加直流电源的作用下,电解质的阴阳离子在 阴阳两极发生氧化还原反应的过程,叫电解。
2、 定义:把电能转化为化学能的装置。 电 组成: 两个电极、 电解质溶液、 直流电源 解 与外电源正极相连的电极,出电子,氧化反应。 池 电极 阳极:
惰性电极: C、Pt、Au等,不论做阴极、阳极, 电极材料 活泼电极: 本身都不反应。 Fe、Cu、Ag等,做阴极本身不反应,
2CuSO4+2H2O
练习:完成下列溶液的电极反应。 (以石墨为电极电解) NaOH溶液: 硫酸溶液: 盐酸: CuSO4溶液: CuBr2溶液: KCl溶液: Na2SO4溶液:
阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑ 总反应:2H2O
通电
2H2↑ + O2↑
阴极: 2H+ + 2e- == H2 ↑
2Cl 2e == Cl2↑ 阳极:
2HCl 总反应:
通电
H2 ↑+ Cl2↑
阳极:Cu – 2e- = Cu 2+
阴极:Cu 2+ + 2e- = Cu
阴极:2Cu 2+ + 4e- = 2Cu 阳极:4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ 总反应: 2CuSO4 + 2H2O
通电
2Cu + 2H2SO4 + O2↑
电解规律(惰性电极)小结
Ⅰ Ⅱ
阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+
江苏省邳州市第二中学高中化学 第三章《电解池第2课时
![江苏省邳州市第二中学高中化学 第三章《电解池第2课时](https://img.taocdn.com/s3/m/7b6fd6a451e79b8968022653.png)
(2)总反 应式:
化学方程式:
2NaCl+
电解
2H2O=====2NaO
H+
H2 ↑ + Cl2↑。
离子方程式: 2_C__l-_+__2_H__2_O_=_=电_=_解=_=_C__l2_↑__+__H__2↑__+__2_O__H_-___。
要点归纳
1.阳极产物的判断
阴离子放电顺序:
即:活性阳极(金属)>无氧酸根离子>OH- >含氧酸根离子。
2.阴极产物的判断 与电极材料无关,直接根据阳离子放电顺序 进行判断。 阳离子放电顺序:
特别提醒
在溶液中含氧酸根离子不放电,常指最高价 (中心原子)含氧酸根不放电,但非最高价(中 心原子)含氧酸根的放电能力比 OH-的强,如 SO23-、 MnO24-等。
第三节 电解池
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1.理解电解池的工作原理,能写出电极反应 和电池反应方程式。 2.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜 以及电冶金等电解原理的应用。 3.掌握电解原理的有关计算。
新知初探自学导引
自主学习
一、电解原理 1.电解的概念 使电流通过_电__解__质___溶液而在阴、阳两极引 起_氧__化__还__原__反__应_______的过程。
惰性电极电解电解质溶液的 规律
探究导引2电解精炼铜时,CuSO4溶液的浓度 如何变化?
提示:由于阳极上溶解的金属为Fe、Zn、
Ni、Cu等,而在阴极上只有Cu析出,根据 电子守恒,溶解的Cu的量小于析出的Cu的 量,所以溶液中CuSO4的浓度逐渐减小。
高中化学选修四第四章学案第三节《电解池》(第二课时)()
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+镀件镀层金属-含镀层金属离子的盐溶液[学习目标]1、复习电解池的工作原理2、掌握电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用[学习重点、难点]掌握电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用。
[学习过程]二、电解原理的应用:1、氯碱工业:电解 制、和。
食盐溶液中,含有的离子包括根据离子放电顺序:阳离子:阴离子:电极反响方程式:阳极:阴极:总方程式该电解池中阳极用电极〔金属、惰性〕2、电镀〔在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的方法〕(1)、观察以下电解池,总结电镀池形成条件 ①、_____作阴极②、_________作阳极③、__________作电解(2)目的:使金属增强_________的能力,增加_________和外表_____。
3、粗铜的电解精炼 电解时,通常把作阴极,粗铜中通常含有〔Zn 、Fe 、Ni 、Ag 、Au 等金属〕把作阳极,用含有作电镀液。
电极反响:阳极: 阴极:粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成电镀特点:电镀液的浓度保持_____,_____本身参加电极反响4、 电冶金对于、、、这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。
工业上用电解的方法制取金属钠,方程式工业上用电解的方法制取金属镁,方程式工业上用电解的方法制取金属铝,方程式[当堂练习]课本P83 1、2、4[能力提升]电解原理在化学工业中有广泛应用。
右图表示一个电解池,装有电解液a ;X 、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请答复以下问题:〔1〕假设X 、Y 都是惰性电极,a 是饱和NaCl 溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,那么① 电解池中X 极上的电极反响式为。
在X 极附近观察到的现象是。
② Y 电极上的电极反响式为,检验该电极反响产物的方法是。
〔2〕如要用电解方法精炼粗铜,电解液a 选用CuSO 4溶液,那么①X电极的材料是,电极反响式是。
②Y电极的材料是,电极反响式是。
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阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
AlCl3为分子晶体,在融融状态下不电离,不导电,不能被电解。
冶炼铝设备图
阳极C
烟罩 电解质 熔融 态铝 钢壳 耐火 材料 阴极C 钢导电棒
三、电解原理的应用
3、粗铜的电解精炼 纯铜
-
+
粗铜
阳极:
- = Zn2+ Zn 阳极泥Zn-2e : 相对不活泼的金 属以单质的形式沉积在电 Fe Fe -2e- = Fe2+ 解槽底 ,形成阳极泥 Ni Ni -2e- = Ni2+
Cu Ag Au
Cu-2e- = Cu2+ 阳极泥
CuSO4溶液
略过量 2+ Na2CO3 溶液 除Ca2+. Ba
Na+、 Cl-、
适量HCl溶液 调节PH 除 CO32- 、OH-
Na+、 Cl-
CO32-
、
OH-
以氯碱工业为基础的化工生产
电解饱和食盐水
湿氢气
湿氯气
液碱
H2
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成
有机合成、造纸
氯化物合成
通电
2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
电解 2Cl 2 H 2O Cl2 H 2 2OH
若电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为: 阴极附近的溶液无色变为红色 ,两极极板上都有气体 ___________ 产生,如何检验气体的种类? 阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
问:电解完后,CuSO4溶 液的浓度有何变化?
电解精炼铜
电解精炼铜原理:
①粗铜的溶解与纯铜的生成: 阳极(粗铜):Cu -2e- = Cu2+ 阴极(纯铜): Cu2+ + 2e- = Cu ②比铜活泼的金属:Zn、Fe、Ni只溶解,不析出; ③比铜不活泼的金属:Au、Pt不溶解,而以单质沉 积形成阳极泥; ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变(略小)。
泥沙 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-
、
Na+、
Cl-、
沉降 除泥沙
Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42略过量 BaCl2 溶液 除SO42-
Na+、
Cl-、
Ca2+
、
略过量NaOH 溶液
Ba2+ 、引入OH-
除Fe3+ Mg2+
,
Na+、 Cl-、 Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、引入Ba2+
通电
2Na + Cl2 ↑
电 解 熔 融 氯 化 钠 制 钠
4、电冶金(使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的
方法)
制取金属铝
电解熔融状态的氧化铝。
阳极:
阴极:
6O 2- -12e- == 3O2↑ 4Al 3+ + 12e- == 4Al
通电
总反应:2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2 ↑ 冰晶石 助熔剂:冰晶石(Na3AlF6 六氟合铝酸钠)
Cl2 +
H2 - NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极 碳钢网
金属钛网
阳 极 室
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
阴 极 室
H2O(含少量NaOH)
第二个问题:精制食盐水
提示:
1、用什么方法除去泥沙? 2、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42— 3、所有试剂只有过量才能除尽,你能设计一个 合理的顺序逐一除杂吗? 由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、 SO42—等杂质,会在碱液中形成沉淀从而损坏离子 交换膜,那么如何除去这些杂质呢?
阴极:产生无色、无味气体
电解饱和食盐水必须解决两个主要问题 第一个问题:
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O . (2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: 混合遇火或遇强光爆炸
.
解决方法:使用离子交换膜
二、电解原理的应用
4、电冶金 由于电解是最强有力的氧化还原手段,所以电解法 是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、 Ca、Mg、Al这样活泼的金属,电解法几乎是唯 一可行的工业方法。
制取金属钠 电解熔融状态的氯化钠。
阳极: 2Cl - -2e- == Cl2↑
阴极: 2Na+ + 2e- == 2Na 总反应: 2NaCl(熔融)
第三节 电解原理 第二课时
二、电解原理的应用
1、氯碱工业(电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业)
食盐水中存在的离子:
Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-
离子放电顺序: 阳离子 H+ > Na+ 阴离子 Cl- > OH电极反应:
阳极 Cl- H+ OH- Na+
阴极
阳极: 2Cl - -2e- == Cl2↑ 氧化反应 还原反应 阴极: 2H+ + 2e- == H2 ↑ 总反应: 2NaCl+2H2O
农药
玻璃、肥皂
纺织、印染
二、电解原理的应用
2、电镀(在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法) 阳极:镀层金属 阴极:待镀金属制品 电镀液:含有镀层金 属的电解质 铜片
硫酸铜溶液
待镀件
Байду номын сангаас
实质:阳极参加反应的电解
电镀铜
阳极:镀层金属(纯铜板) 阴极:待镀金属制品
电镀铜原理
电镀液:含有镀层金 属的电解质(硫酸铜溶液)
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
(1)生产设备名称:离子交换膜电解槽 阴极:碳钢 阳极:钛 阳离子交换膜:只允许阳离子通过(Cl-、OH- 离子和气体不能通过),把电解槽隔成阴极室 和阳极室。 (2)离子交换膜的作用: a、防止氢气和氯气混合; b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ,而影响氢 氧化钠的产量。