第3节电解池
人教化学选修4第四章第3节 电解池(共28张PPT)
二、电解原理的应用
应用一:氯碱工业即电解饱和食盐水
阳极:2Cl- 阴极:2H+ +
2e-= Cl2如↑ 何检验两极产物? 2e- = H2↑
总反应:
电解
2NaCl + 2H2O==
CC
存在问题: 2NaOH + H2↑+ Cl22↑
H2+ Cl2=2HCl爆炸 氯气溶于水与水反应 氯气与NaOH反应产物不纯更纯
AgNO3溶液
当阳极金属与电解质溶液中的金属 阳离子相同,则为电镀
例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个
电极,通电电解(不考虑水分蒸发),则:
⑴若两极均为铜片,试说明电解过程中溶液
溶质浓度将怎样变化 不变
。
⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式
是 Zn -2e-=Zn2+
⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电,
3、构成电解池的条件: ① 直流电源;
② 阴、阳电极
③ 电解质溶液或熔融电解质; ④ 形成闭合回路。
⑤非自发进行的氧化还原反应
原电池与电解池的比较
比较内容
原电池
电解池
装置举例 铜锌原电池
电解氯化铜
电极名称 正极、负极
阴极、阳极
电极反应 负极氧化反应 正极还原反应
能量转变 将化学能转变成电能
阳极氧化反应 阴极还原反应
实质:电解水
溶液pH变化: 增大 溶液复原方法:加入H2O
1、复习提问:
电极名称_阴__极____ C
反应类型_还__原____
C 电极名称__阳__极___
反应类型__氧__化___
电极反应_Cu_2+ _+_2e_- _= C_u 实验现象_红_色__固__体_
电解池新课讲解(课堂PPT)
35
2﹑设备: 离子交换膜电解槽----------由阳极
﹑阴极﹑离子交换膜﹑电解槽框和导电铜棒等组 成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.
电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使
用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛﹑钌
等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂
层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室.
增大 减小 H2O 增大 增大 H202O
三、电解原理的应用
以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电 极反应式及总反应
阳极 : 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 阴极 :2H+ +2e-= H2 ↑ 总反应:2NaCl+2H2O=电=解 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
21
1、电解饱和食盐水反应原理
在U型管里装入饱和食 盐水,用一根碳棒作阳 极,一根铁棒作阴极。 接通直流电源
电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢 复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。
17
⑷、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时,电解质和水 都有一部分被电解,如电解NaCl溶液等。
阳极 (C): 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 阴极 (C): 2H+ +2e-= H2 ↑ 总反应:2NaCl+2H2O=电=解 2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
精制时加入的试剂顺序为:
(NaOH) (Na2CO3)
BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl
除SO42-
除Ca2+﹑过量 的Ba2+
除Mg2+﹑Fe3+
除CO32-,并调 节溶液PH值
有关离子 方程式: Ba2++SO42-=BaSO4↓,
选修4第四章第三节电解池
想一想、做一做
[例]以石墨棒为电极,请写出分别电解下列溶液时,在 阴、阳两极上发生的电极反应式及总的化学方程式。 (1)NaCl溶液: 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ (2H2O 总反应:2Cl-+2H
2H++2OH-)
O = Cl2↑+H2↑+2OH2
电解
(2)CuSO4溶液: OH-在哪一极产生? 阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑ (4H2O 4H++4OH-) 2+ +4e-=2Cu 阴极:2Cu
2、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液,如电解盐酸、CuCl2溶液等 电解盐酸 阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 阴极: 2H+ +2e-= H2 ↑
总反应:2HCl = Cl2↑ + H2↑ 类型:电解电解质型 实质:电解质本身被电解 电解后溶液中溶质的质量分数 减小 ,若要恢复 原来的组成和浓度,需加入一定量的 溶质 (通入一 定量的HCl气体)
活性金属 > S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
除Pt、Au
电极反应:
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl2↑
(氧化反应)
阴极
Cu -
-- + e +
阳极
eoooo oooo oooo oooo oooo oooooooooooo ooooooooooo
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
4、根据金属活动顺序表,Cu不能发生如下反应:
Cu + 2H2O=Cu(OH)2↓+ H2↑。但选择恰当电极材料
高中化学选修四电解池知识点
第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
反应条件:①连接直流电源②阴阳两极阴极:与电源负极相连;极:与电源正极相连。
③两极处于电解质溶液或熔融电解质中④两电极形成闭合回路4、电子流向:电源负极一电解池阴极一离子定向运动(电解质溶液)一电解池阳极一电源正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应失去电子;阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应得到电子。
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程8、反应规律:阳极:活泼金属一电极失电子6“ Pt除外);惰性电极一溶液中阴离子失电子阴离子失电子能力:活泼金属(除Pt, Au)>S2->|->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-阳离子得电子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ (酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ (即金属活泼性顺序表的逆向)规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看条件。
9、四类电解型的电解规律(当阳极为惰性电极时)①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
电解质溶液复原一加适量水。
②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐),无氧酸pH变大,不活泼金属的无氧酸盐pH不变。
电解质溶液复原一加适量电解质。
③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。
人教版化学选修四第四章第三节电解池(共13张PPT)
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-
电解池PPT
练习 1、分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。
2、下列说法或实验现象的描述不正确的是 ( B) A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中, 铜片表面出现气泡
B.把铜片插入氯化铁溶液中,在铜片表面出 现一层铁
C.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴 氯化铜溶液,气泡放出速度加快
D.与电源负极相连的是电解槽的阴极
气
气
实例
电极反应
浓 PH 度值
NaOH
阴极(H+ Na+) :4H ++ 4e- = 2H2 ↑ 阳极(OH- ): 4OH-- 4e- = 2H2O+O2↑ 变大
通电
变 大
2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
复原
加 H2O
第三组:电解Na2SO4
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例
电极反应
浓度 PH 复原 值
Na2SO4
纯铜
粗铜含杂质(Zn
阳极:Zn
Fe Ni Cu Ag Au
Fe Ni Ag Au 等) Zn -2e- → Zn2+ Fe -2e- → Fe2+ Ni -2e- → Ni2+ Cu -2e- → Cu2+
阳极泥
CuSO4溶液 阴极: Cu2+ + 2e- → Cu 思考:电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化?
与电源正极相连------阳极
与电源负极相连------阴极
注意:导电过程就是电解过程。
阴极不参与电解反应;
实验 如图甲所示,将用导线连接在一起的
步骤
两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的
U型管中,观察现象。
选修四第四章第三节《电解池》第一课时1
化。
(2)装置Y实现由 ________ 电能 。 (3)装置X的电极反应式为
2H++2e-= H2 ↑
2 2
-= 2H O+O ↑ ______________ ,____________________ 4O下列说法不正确的是( A ) A与电源正极相连的是电解池的阴极 B与电源负极相连的是电解池的阴极 C在电解池的阳极发生氧化反应 D电子从电源的负极延导线流入电解池的阴极 2.如图所示是电解氯化铜溶液的装置,其中c、d为石 墨电极,下列有关判断正确的是(C ) A a为负极,b为正极 B a为阳极,b为阴极 C 电解过程中,d电极质量增加 D 电解过程中,氯离子的浓度不变
4.接通电源,约1 min时 用镊子取一片用蒸馏水湿润的碘化钾
淀粉试纸靠近阳极碳棒(与电源正极相连),观察实验现象。 5.关闭电源,取下阴极碳棒(与电源负极相连),仔细观察实 验现象。
注意用电安全!
实验分析
阴极
阳极
电极现象 电极产物
有红色物质析出
有刺激性气味的气体 产生,且可使湿润的 淀粉 KI变蓝
生成Cu
Cu2+ + 2e- = Cu
还原反应
生成Cl2
2Cl-- 2e-= Cl2↑
氧化反应
电极反应
反应类型 总反应
CuCl2
电解
Cu + Cl2↑
请阅读课本P79,了解放电概念。 用石墨作电极电解氯化铜溶液时,阴极上为什么
是Cu2+放电,而不是H+?阳极上为什么是 Cl- 放电
而不是OH-?
放电顺序:H+<Cu2+;OH-<Cl-
课后提升
分析下图装置,写出电极反应式和电解池总反应式。
电解法在元素发现史上的地位
第三节 电解池
还原反应
+2Cl
–
通电
Cu + Cl2↑
尝试小结电解氯化铜溶液这一过程的特点和规律。 电源、电极、电极反应关系 与电源正极相连 阴离子移向 阳离子移向 阳极 阴极 发生氧化反应 发生还原反应
与电源负极相连
在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子,为何发生氧
化还原反应的是Cu2+ 、Cl- ?
CuCl2
减小
Cu+Cl2↑
阳极
阴极 H2
Na2SO4溶液
O2
实例
电极反应 阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑
浓度
pH
Na2SO4
阴极: 4H++ 4e- ==== 2H2↑
变大
2H2O
电解
2H2↑ + O2↑
不 变
阳极
阴极
氯 气
实例
NaCl溶液
氢 气
浓度 pH
电极反应
阳极: 2Cl- -2e- ==== Cl2↑
第三节
电解池
电解法在元素发展史上的作用
如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液,电极均为石 墨棒,请猜想并画出电解装置的草图。利用这个装置, 可能获得什么单质?这些单质分别在哪一个电极上生 成?
看视频,看阴阳两极有何变化?
[看完视频,回答下列问题] 实验现象: 阳极-与电源正极相连的碳棒有气泡 产生,且有刺激性气味, 能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝. Cl2 阴极--- 与电源负极相连的碳棒上有红色 的固体析出. Cu
阳极产物 Cl2 和阴极产物 NaOH(H2)如何检验? 阳极: 使湿润的KI淀粉试纸变蓝 阴极: 滴入酚酞,溶液变红
化学:第四章第三节《电解池》
小结2:电解与电离比较:
电 离 电 解
条件
过
电解质溶于水或受 热融化状态 电解质电离成为自由 移动的离子。例: CuCl2=Cu2++2Cl-
电解质电离后,再 通直流电
程
特点
阴阳离子定向移动, 在两极上失得电子成 为原子或分子。如: 通电 CuCl2==Cu+Cl2↑
发生氧化还原反应生成了 新物质
减小
CuCl2
阳极
阴极 氢 气
浓度 PH 值 复原
氧 气
实例
Na2SO4溶液
电极反应
阳极: 4OH- - 4e- =2H2O+O2 ↑
Na2SO4
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
变大
2H2O
电解
2H2 ↑ + O2 ↑
不 变
加 H2O
阳极
阴极
氯 气
NaCl溶液
氢 气 浓度 PH 值 复原
总式:
2NaCl
电解
氯 气
钠
熔融NaCl
2Na+Cl2 ↑
【思考14】分析电解反应(用惰性电极时)的一 般思路是什么?
小结1:分析电解反应(用惰性电极时) 的一般思路:
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、 还原性强弱判断反应的离子先后, 最后分析得出产物
【思考15】电解与电离有哪些异同呢?
变化,分解生成了Cu和Cl2。
实验分析:
电解氯化铜溶液微观模拟
一、电解原理
1、电解: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。
注意:(1)直流电源。
第三节 电 解 池4.3
2NaCl(熔融) ==== 2Na+Cl2↑ 总反应式:__________________________
电解
(2)制取金属铝。 6O2--12e-====3O2↑ 阳极:_________________ 4Al3++12e-====4Al 阴极:_________________ 2Al2O3(熔融) ==== 4Al+3O2↑ 总反应式:__________________________
3.电解池工作原理(以惰性电极电解氯化铜为例)
红色物质
黄绿色气体
阴极 流入电子 还原反应
Cu2++2e-===Cu
电解 Cu+Cl ↑ CuCl2 ==== 2
阳极 流出电子 氧化反应
2Cl--2e-===Cl2↑
二、电解原理的应用 (1)电解原理有哪些应用? (2)各种情况下的电极反应式怎样书写? 1.电解饱和食盐水——氯碱工业 2Cl--2e-====Cl2↑ 2H++2e-====H2↑ 2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)石墨、铂电极是惰性电极。
【解析】选A。淀粉遇碘变蓝→b极生成I2,即确定b极发生反应 2I--2e-====I2,则b极是阳极,x是负极,y是正极,a极H+放 电,发生反应2H++2e-====H2↑,产生氢气,U形管中总反应式 为2KI+2H2O ==== 2KOH+H2↑+I2,溶液的碱性增强,故A错
第三节 电 解 池
点击进入相应模块
1.了解电解池的结构,理解电解原理。能够正确书写电极反应
式和总反应式。
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。
选修四第四章 第三节 电解池
第四章 第三节 电解池(第1课时)实验导入电解CuCl 2溶液①通电前,CuCl 2溶液中存在的阳离子有 ,阴离子有 , 这些离子来自于 和 ②通电后,阳离子移向 ,阴离子移向 。
两支电极上发生的反应为:阳极: 。
反应类型: 反应。
阴极: 。
反应类型: 反应。
总反应式: 。
知识点一:一、电解原理1、电解:使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。
电解池: 的装置。
构成电解池的条件:I 、 。
II 、 。
III 。
电解池的两极阳极与 相连,在阳极上发生 反应。
阴极与 相连,在阴极上发生 反应。
电解质溶液导电的实质电解质溶液导电的过程,就是 的过程,就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
原电池和电解池有何区别?CuCl 2溶液稀H 2SO 4稀H 2SO 4 稀H 2SO 4稀H 2SO 4 练一练:1、判断下列装置是否属于电解池:2、原电池与电解池的比较装置类别原电池 电解池举例(图)电极名称反应类型能量转变 反应是否自发进行知识点二、离子的放电阴极上:由于阴极上要 电子,不管阴极材料是金属还是石墨,此时都不能得电子,因此只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
因此阴极上氧化性强的离子得电子。
金属越不活泼,对应阳离子氧化性越,越得电子。
离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+、、、等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
小结:质量增加,或有氢气产生的电极一定是极。
阳极上:电解池中阳极上要电子,而与溶液中的都可失电子,因此阳极上的电极反应与有关。
由于一般的比阴离子更容易失去电子,因此如果用一般的金属材料做阳极,电解时阳极上是失去电子。
第六章 第三节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
4.电解产物的分析方法 首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子,然后根据如下规律分 析判断。 (1)阳极 ①金属活性电极:电极材料失电子,生成相应的金属阳离子。 ②惰性电极:溶液中的阴离子失电子,生成相应的单质或高价化合 物(阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子)。 (2)阴极 溶液中的阳离子得电子,生成相应的单质或低价化合物(阳离子放 电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+)。
学
案
一学
案
二学
案
三 阶段验收评估
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
对点练习
学
案
一学
案
二学
案
三 阶段验收评估
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何化学反应都可以设计成电解池反应 ( × ) (2)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( √ ) (3)某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现( √ )
学
案
一学
案
二学
案
三 阶段验收评估
电解池 金属的电化学腐蚀与防护
结束
答案:(1) 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- (2) 阻 止 OH - 进 入 阳 极 室 , 与 Cl2 发 生 副 反 应 : 2NaOH + Cl2===NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生的 Cl2 和阴极产生的 H2 混 合发生爆炸 (3)a d
结束
解析:(1)电解饱和食盐水时,溶液中的阳离子 H+在阴极得到电子 变为 H2 逸出,使附近的水溶液显碱性,溶液中的阴离子 Cl-在阳极失去 电子,发生氧化反应,产生 Cl2。反应的离子方程式是 2Cl-+2H2O 电 解,Cl2↑+H2↑+2OH-。(2)图中的离子交换膜是阳离子交换膜,只允许 阳离子通过,不能使阴离子通过,这样就可以阻止阴极溶液中的 OH-进 入阳极室,与 Cl2 发生反应,阻止 Cl-进入阴极室,使在阴极区产生的 NaOH 纯度更高。同时可以阻止阳极产生的 Cl2 和阴极产生的 H2 混合发生 爆炸。(3)随着电解的进行,溶质 NaCl 不断消耗,所以应该及时补充, 精制饱和食盐水从与阳极连接的图中 a 位置补充,由于阴极 H+不断放 电,附近的溶液显碱性,NaOH 溶液从图中 d 位置流出;水不断消耗, 所以从 b 口不断加入蒸馏水,从 c 位置流出的是稀的 NaCl 溶液。
第六章 化学反应与能量第三节 电解池、金属的电化学腐蚀与防护
3.电极反应规律 (1)阴极 与电源________极相连,________ 电子发生________反应。 (2)阳极 与电源________极相连,________ 电子发生________反应。
二、电解原理应用 1.电解饱和食盐水制取氯气和烧碱 电解前应除去食盐溶液中的________ 等杂质离子。 电极反应:阳极(石墨): ______________________, 阴极(铁): ____________________________ _____, 总反应: ____________________________
4.能够使反应Cu+ 2H2O===Cu(OH)2+H2↑发生的是 ( ) A.用铜片作阴、阳电极,电解氯化铜溶 液 B.用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钾溶 液 C.铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐 蚀 D.铜片作原电池的负极,碳棒作原电池 的正极,氯化钠作电解质溶液
5.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 答案:A
一、电解原理 1.电解 使________通过电解质溶液(或熔融的 电解质)而在________引起________ 的过程。
2.电解池 (1)装置特点 ________转化为________。 (2)形成条件 ①与________相连的两个电极。 ②________(或________)。 ③形成________。
第三节电解池
第四章第三节电解池教学目标:1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法2.了解氯碱工业,电镀,电冶金的原理3.掌握电解电极反应式的书写。
教学重点:电解原理及应用教学过程:我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。
化学能也能转变为电能,用原电池装置。
今天这节课我们来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池一、电解原理[讲]:首先我们来比较金属导电和电解质溶液导电的区别。
[过渡]:电解质溶液导电的实质是什么呢?一起看实验。
[实验]:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
[讲]:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连惰性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又可参与氧化还原反应(Cu/Ag)问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化[讲]:即在电极上分别发生了氧化和还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )阳极:2Cl- -2e-=Cl2(氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总电解方程式:___________________放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质溶液导电的过程,就是电解质溶液的电解过程。
电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?电源、电极、电解质溶液构成闭合回路。
[思考]:电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?4.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电[问]:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,而不能加食盐原因何在?[练习]:写出电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液的电极反应式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
CuCl2 电解质
减小
加CuCl2
NaCl 电解质 原电解 和H2O 质浓度 减小 CuSO4
增大 通HCl
电解 质和 H 2O
原电解 质浓度 减小
加CuO或 减小 CuCO 3
1、以石墨作电极分别电解下列溶液,在阴 极不能得到氢气的是( B )
A. Na2SO4
B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
Cl2 +
H2 - NaOH溶液
淡盐水
阳 极
Cl2 Na+
H+
阴 极
金属钛网
碳钢网
阳 极 室
Cl—
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
阴 极 室
H2O(含少量NaOH)
2、铜的电解精炼
粗铜含杂质(如Zn Fe Ag Au等),可用电解的方 法精炼铜。 阳极: Zn Zn→ Zn2++2e-
+
粗铜
阴离子
S2- > I- >Br->Cl->OH->原子团>F- 阴离子还原性逐强、越易在阳极失电子
注① 放电顺序: H+ (酸) >H+(水) 2H+ + 2e-=H2 ↑ 2H2O +2e- = H2 ↑+2OH②原子团放电 4OH- -4e- =2H2O+O2 ↑
【练习1】分析以惰性电极电解下列溶液的电 极反应与总反应。 ①硫酸铜溶液 ②氯化锌溶液 ③稀硫酸 ④氢氧化钠溶液 解题思路: 首先分析电解质溶液中存在的离子,然后考虑 离子氧化还原性相对大小,活泼的先反应 如硫酸铜溶液中存在离子:
实验 在U型管里装入饱和食 盐水,用石墨作阴阳 两极。接通直流电源
实验装置
现象: 阳极:有气泡产生, 使湿润的淀粉-KI溶 液变蓝 阴极:有气泡产生, 滴加酚酞溶液变红
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而引起爆炸; b、避免氯气和氢氧化钠反应生成。
注:电解时,一般用惰性电极:如石墨、铂等常温下 性质稳定的电极材料。但有时阴极可以用活性电极: 如用铁、铜等。
分析程序 电解食盐水的反应原理
阴极
列出离子 H2 实验 + 在 U 型管里装入饱和食盐水,用石墨作阴阳两 H OH 比较放电 极。接通直流电源 Cl2 析出单质
阳极
余化合物
Na+ Cl-
阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑ 阴极:2H+ + 2e-=H2 ↑
阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑ 氧化反应 阴极:Cu2+ + 2e-=Cu 还原反应
CuCl2
电解
Cu +Cl2↑
一、电解的原理
1.电解: 使直流电通过电解质溶(熔)液而在两极 发生氧化还原反应的过程。 2.电解池:把电能转化为化学能的装置. 3. 构成条件: (1)直流电源 (2)两固体电极: 接电源正极的为阳极,发生氧化反应 接电源负极的为阴极,发生还原反应 (3)电解质溶(或熔)液
铁
+
铜
CuSO4
电镀铜的电极反应:阳极:Cu-2e-=Cu2+ 阴极:Cu2++2e-=Cu 电镀的特点:溶液中的铜离子的浓度基本不变,pH 值基本不变。
练习:设计一个在铁片表面镀锌的实验装置, 画出装置图,写出电解质溶液及在阴、阳两极 的电极反应方程式。 +
阳极: Zn -2e= Zn2+ ZnCl2溶液 阴极:Zn2++2e=Zn 阳极的锌(镀层金属)不断减少,阴极的锌 (镀件)表面不断增加,减少的锌和增加的锌 量相等。电解质溶液中的ZnCl2含量保持不变。
电镀使金属更加美观耐用,增强防锈能力、 耐磨性或改善外观。防止钢铁腐蚀的常用办法 就是在表面镀上一层锌、铜、铬、镍。 电镀时,待镀金属制品与电源的负极相连 作阴极,镀层金属与电源的正极相连作阳极, 用含有镀层金属离子的电解质为电镀液,接上 直流电源即可。
电镀铜:例如:在铁片上镀上一层铜。
待镀金属铁与电源的负极相连为电镀槽的阴极,镀 层金属铜与电源的正极相连为电镀槽的阳极,用硫酸 铜溶液为电解质溶液。
④电解NaOH溶液
通电前:溶液中有电离: NaOH=== Na+ + OHH2O OH- + H+
通电时:阳极:4OH--4e-=O2+2H2O 阴极:4H2O+4e-=2H2 +4OH总反应: 2H2O === 2H2 +O2
电解
(阴极产物)(阳极产物)
电解NaOH溶液等强碱就是电解水,
Cl- H+ OH- Na+
阴极: 2H+ +2e- =H2↑ 阳极:2Cl- - 2e- = Cl2 ↑
电解
2NaCl+2H2O
Cl2↑+NaOH+H2 ↑
注意:阴极区pH值升高,酚酞变红(阴极 与负极相连)
附:离子放电顺序
阳离子
K+ <…Al3+ <H2O<Zn2+…Pb2+<H+(酸)<Cu2+…Ag+ 阳离子氧化性逐强、越易在阴极得电子
在电镀前一般要进行抛光、除油、酸洗、水洗等预处 理。 提倡无氰电镀。 锌 铁
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
定义
电解精炼池
电镀池
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镀层金属作阳极 ②待镀物作阴极 ③镀层金属的盐溶液 阳极:镀层金属; 阴极:镀件
应用电解原理将不纯 将电能转变成化学能 的金属提纯的装置。 的装置。 ①不纯金属作阳极 ②纯的金属作阴极 ③待提纯金属盐溶液 阳极:不纯金属; 阴极:纯金属 阳极:氧化反应 阴极:还原反应
2Na+Cl2↑
(2)铝的冶炼
阳极
电解质Al2O3 Na3AlF3 碳块
铝
阴极: + == 4Al 阳极: 6O2- - 12e- == 3O2 4Al3+ 12e-
阴极
总式: 2Al2O3 ==== 4Al + 3O2 氯化铝的熔点很低,为何工业上不用电解氯 化铝,而是电解氧化铝?
电解
4、c作为笔在左边纸上 写字,字迹变蓝,则b 正 极,c上发 是电源____ --2e- =I 2I 2, 生的反应为________ 总化学反应方程式为 电解 2KI+2H __________________ 2O == H2+I2+2KOH
a b d c
KI淀粉试纸
二、电解原理的应用
1、电解食盐水的反应原理
第3节 电解池
用惰性(石墨)电极电解氯化铜溶液
阳极 阴极
C
C
现象
阴极:有红色固体析出 阳极:有刺激性气体析出
可使湿润KI淀粉试纸变蓝
溶液:电解质溶液变浅 CuCl2
电解
Cu +Cl2↑
电解氯化铜溶液微观模拟
分析程序
列出离子
阴极
阳极
余水 OH-
比较放电
析出单质
Cu
H+
余化合物
Cu2+ Cl-
Cl2
2NaCl+2H2O
电解
Cl2↑+2NaOH+H2 ↑
电解食盐水的反应原理 实验 在U型管里装入饱和食 盐水,用石墨作阴阳 两极。接通直流电源
实验装置
现象: 阳极:有气泡产生, 使湿润的淀粉-KI溶 液变蓝 阴极:有气泡产生, 滴加酚酞溶液变红
电解饱和食盐水小结 阳极放出有刺激性气味的气体 阴极放出无色无味的气体 电极反应方程式
电解CuSO4、AgNO3等溶液后溶液的pH值变小。
(阴极产物) (阳极产物)
②电解ZnCl2溶液
通电时:阳极:2Cl--2e-=Cl2 阴极:Zn2++2e-=Zn 总反应: ZnCl2==Zn +Cl2
电解ZnCl2溶液与电解CuCl2类同。
电解
通电前:溶液中有电离: ZnCl2=== Zn2+ + 2ClH2O OH- + H+
Cu2+、H+、SO42-、OH-;
活泼性: Cu2+ > H+;SO42- < OH-
①电解CuSO4溶液
通电前:溶液中有电离: CuSO4=== Cu2+ + SO42H2O OH- + H+
通电时:阳极:2H2O-4e-=O2+4H+ 阴极:2Cu2++4e-=2Cu
电解
总反应:2CuSO4+2H2O==2Cu+2H2SO4 +O2
2、以石墨作电极分别电解下列溶液,电解 质和水的量都发生变化的是(BC ) A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
3、以石墨作电极电解水时,可用来增强导电 AD ),溶液pH值变大的是( CD ) 性的物质是(
A. Na2SO4
B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH
形成 ①两固体电极接 条件 ②直流电源
③电解质溶(熔)液
电极 名称 电极 反应
阳极:电源正极相连 阴极:电源负极相连
阳极:氧化反应 阴极:还原反应
阳极:氧化反应 阴极:还原பைடு நூலகம்应
4、电冶金 工业冶炼K—Al等活泼金属 (1)金属钠冶炼原理