活动一探究电解池的构成课件.ppt

1、活动一：探究电解池的构成、工作原理及电解规律活动一：探究电解池的构成、工作原理及电解规律 1 1实验探究：实验探究： 实验一：课本实验一：课本P79实验实验42用两根石墨棒做电用两根石墨棒做电极，电解极，电解CuCl2溶液溶液 观看实验录像：观看实验录像：用惰性电极电解氯化铜溶液用惰性电极电解氯化铜溶液观看观看Flash动画：动画：用惰性电极电解氯化铜溶液用惰性电极电解氯化铜溶液产生气泡产生气泡变蓝变蓝析出红色物质析出红色物质Cl2CuCl、OH等等ClOH还原还原Cu2+、H+等等Cu2+H+氧化氧化2Cl2e=Cl2Cu2+ + 2e=Cu失电子失电子氧化氧化还原还原得电子得电子CuCl2

2、 = Cu + Cl2电解电解实验二：用两根石墨棒做电极，电解实验二：用两根石墨棒做电极，电解Na2SO4溶液溶液 产生气泡产生气泡产生气泡产生气泡变蓝变蓝变红变红O2H2SO42、OHOH SO42Na+、H+H+ Na+还原还原氧化氧化4OH4e=2H2O+O2失电子失电子还原还原氧化氧化得电子得电子4H+4e=2H22H2O = 2H2+O2电解电解实验三：用石墨做阳极、铁做阴极，电解实验三：用石墨做阳极、铁做阴极，电解NaCl溶液溶液 观看实验录像：观看实验录像：用石墨做阳极、铁做阴极，电用石墨做阳极、铁做阴极，电解饱和食盐水解饱和食盐水 观看观看Flash动画：动画：用惰性电极电解食

3、盐水用惰性电极电解食盐水氧化氧化还原还原失电子失电子氧化氧化得电子得电子还原还原产生气泡产生气泡产生气泡产生气泡变红变红变蓝变蓝Cl2H2、OHCl、OHNa+、H+ClOHH+ Na+2Cl2e=Cl22H+2e=H22NaCl+2H2O = Cl2 + H2+2NaOH电解电解2Cl+2H2O = Cl2 + H2+2OH电解电解小结：小结：上述实验装置由哪几部分构成？上述实验装置由哪几部分构成？_。化学上将这种装置叫做化学上将这种装置叫做_，它实现，它实现了了_能向能向_能的转化。能的转化。阳极是与外接直流电源的阳极是与外接直流电源的_极相连的极，极相连的极，发生发生_电子的电子的_反应

4、；阴极是与外接直反应；阴极是与外接直流电源的流电源的_极相连的极，发生极相连的极，发生_电子的电子的_反应。（反应。（原电池的电极常论正负；电解原电池的电极常论正负；电解池的电极只论阴阳池的电极只论阴阳）（）（原电池中浮只羊；电解原电池中浮只羊；电解池中养只羊池中养只羊）外接电源、外接电源、电解池（槽）电解池（槽）、电极（阴、阳）、电解质溶液、电极（阴、阳）、电解质溶液电解池（槽）电解池（槽）电电化学化学正正失失氧化氧化负负得得还原还原要写对电极反应式，关键是要写对电极反应式，关键是_；难点是；难点是_。弄清放电物质弄清放电物质及顺序及顺序微粒放电后存在形式微粒放电后存在形式电解池的形成条件电

5、解池的形成条件: : a a、_ b b、_ c c、_有外加电源有外加电源有电解质溶液有电解质溶液(或熔融或熔融)形成闭合回路形成闭合回路注意：注意：电解池中阴极和阳电解池中阴极和阳极的材料是否相同、是否极的材料是否相同、是否为活性电极，视具体情况为活性电极，视具体情况而定。而定。2 2电解池工作原理探究电解池工作原理探究 （1 1）电流的方向）电流的方向 在下图中用箭头表示电流的方向：在下图中用箭头表示电流的方向： 正 极负 极内电路外电路电 解 质 溶 液 外电路中，导线及电极是外电路中，导线及电极是_的定向移动产生电的定向移动产生电流，温度越高，电阻越流，温度越高，电阻越_；电解质溶液

6、中是；电解质溶液中是_的定向移动产生电流，温度越高，电阻越的定向移动产生电流，温度越高，电阻越_。 IIIII阴极阴极阳极阳极电子电子大大离子离子小小III（2 2）电子的流向）电子的流向 电解过程中，电子从电源的电解过程中，电子从电源的_极流入电极流入电解池的解池的_极，再从电解池的极，再从电解池的_极流出极流出并沿导线流回电源的并沿导线流回电源的_极。极。 电解时，电解质溶液中阳离子向电解时，电解质溶液中阳离子向_极移极移动，阴离子向动，阴离子向_极移动。极移动。 如：如：（3 3）离子移动方向）离子移动方向负负阴阴阳阳正正阴阴阳阳通电前，通电前，CuCu2+2+和和ClCl- -在溶液里

7、自由地移动着（如下图在溶液里自由地移动着（如下图所示）；通电后，在电场的作用下，这些自由移动的所示）；通电后，在电场的作用下，这些自由移动的离子，改作定向移动。带负电的阴离子向阳极移动，离子，改作定向移动。带负电的阴离子向阳极移动，带正电的阳离子向阴极移动（如下图带正电的阳离子向阴极移动（如下图所示）。所示）。 小结：小结： 在下图中用箭头标出导线和电极中电子移动的方在下图中用箭头标出导线和电极中电子移动的方向及电解质溶液中阴、阳离子移动的方向：向及电解质溶液中阴、阳离子移动的方向： 正 极负 极内电路外电路电 解 质 溶 液阳 离 子阴 离 子eeee阴极阴极阳极阳极ee阳离子阳离子阴离子阴

8、离子3 3探究电极上的放电顺序探究电极上的放电顺序 实验四：用铁做阳极、石墨做阴极，电解实验四：用铁做阳极、石墨做阴极，电解NaCl溶液溶液 产生气泡产生气泡变红变红H2、OHNa+、H+氧化氧化H+ Na+2H+2e=H2得电子得电子还原还原失电子失电子氧化氧化还原还原Cl、OH、FeFe2+FeClOH阳极铁逐渐溶解，阳极铁逐渐溶解，附近溶液呈浅绿色附近溶液呈浅绿色Fe2e=Fe2+Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2电解电解实验五：用两根铜棒做电极，电解实验五：用两根铜棒做电极，电解NaNa2 2S S溶液溶液 产生气泡产生气泡变红变红H2、OHNa+、H+氧化氧化H+ Na+2H+2e

9、=H2得电子得电子还原还原阳极铜逐渐溶解，阳极铜逐渐溶解，表面附有黑色物质表面附有黑色物质CuSS2、OH、Cu还原还原CuS2OHCu2e+S2=CuS失电子失电子氧化氧化Cu+2H2O+S2=CuS+2OH+H2电解电解上述事实说明：上述事实说明：当石墨或铂等惰性材料做阳极时，电极材料本当石墨或铂等惰性材料做阳极时，电极材料本身身_电极反应，当铁、铜等活性材料做阳极时，电极反应，当铁、铜等活性材料做阳极时，电极材料本身电极材料本身_电极反应；无论是用惰性材料电极反应；无论是用惰性材料还是用活性材料做阴极时，电极材料本身都还是用活性材料做阴极时，电极材料本身都_电极反应。（均用电极反应。（均

10、用“参与参与”、“不参与不参与”填空）填空）常见的非金属阴离子有常见的非金属阴离子有Cl、Br、I、S2等，等，当它们的物质的量浓度相等或相差不大时，还原性当它们的物质的量浓度相等或相差不大时，还原性由强到弱的顺序是由强到弱的顺序是_（少（少数低价态元素的含氧酸根阴离子在阳极也会失去电数低价态元素的含氧酸根阴离子在阳极也会失去电子如子如SO32-、MnO42-等）；常见的不活泼金属的阳离等）；常见的不活泼金属的阳离子有子有Cu2+、Ag+，它们的氧化性由强到弱的顺序是，它们的氧化性由强到弱的顺序是_。 不参与不参与参与参与不参与不参与 S2 I Br ClAg+ Cu2+ 小结：小结：在一般情

11、况下（离子浓度相差不太大）在一般情况下（离子浓度相差不太大）: （1）阳极上，）阳极上，非金属阴离子（非金属阴离子（F除外）、除外）、OH离子、离子、最高价元素的含氧酸根阴离子、最高价元素的含氧酸根阴离子、低价元素的含氧酸根离子（如低价元素的含氧酸根离子（如SO32、MnO42）、）、活性电极（除活性电极（除Pt、Au、C外）。外）。 放电的先后顺序放电的先后顺序是是_，其中，其中_（填编号顺序）在水（填编号顺序）在水溶液中不放电；溶液中不放电； （2）阴极上，）阴极上，活泼金属阳离子、活泼金属阳离子、H+离子、离子、不活泼金属阳离子。不活泼金属阳离子。 放电的先后顺序是放电的先后顺序是_（填

12、编号顺序）。（填编号顺序）。 熟记电解时放电顺序：熟记电解时放电顺序： （1）阳极：）阳极：金属活性电极金属活性电极 S2 I Br Cl OH 最高价含氧酸根（如最高价含氧酸根（如SO42、NO3等）等） F其中其中OHOH放电的电极反应式为：放电的电极反应式为：_ （2）阴极：）阴极：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+ (H+浓度较大时浓度较大时) Pb2+ Sn2+ Ni2+ Fe2+ Zn2+ H+ (H+浓度较小浓度较小时时) Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+4OH4e=2H2O+O2用惰性电极电解各种电解质溶液的规律：用惰性电极电解各种电解质溶液的规律： 阴极：阴

13、极：2H+2e=H2阳极：阳极：4OH4e=2H2O+O2总：总：2H2O = 2H2+O2电解电解阴极：阴极：2H+2e=H2阳极：阳极：2Cl2e=Cl2总：总：2HCl = H2+Cl2电解电解阴极：阴极：Cu2+ + 2e=Cu阳极：阳极：2Cl2e=Cl2总：总：CuCl2 = Cu+Cl2电解电解c增大增大c增大增大c增大增大c增大增大增大增大增大增大减小减小不变不变加水加水加水加水加水加水加水加水c减小减小c减小减小增大增大减小减小通通HCl 气体气体加加CuCl2 固体固体 c减小减小c减小减小c减小减小增大增大减小减小减小减小通通HCl加加CuO粉末粉末加加Ag2O阴极：阴极

14、：2H+2e=H2阳极：阳极：2Cl2e=Cl2总：总：2Cl+2H2O = Cl2 + H2+2OH电解电解阴极：阴极：2Cu2+ + 4e=2Cu阳极：阳极：4OH4e=2H2O+O2总：总：2Cu2+2H2O = 2Cu + O2+4H+电解电解阴极：阴极：4Ag+ + 4e=4Ag阳极：阳极：4OH4e=2H2O+O2总：总： 4Ag+2H2O = 4 Ag+ O2+4H+电解电解4 4归纳、总结与电极方程式的书写归纳、总结与电极方程式的书写 （1）一看电极一看电极若阳极材料是活性若阳极材料是活性电极，则被氧化的是电极本身，若为惰性电极，则被氧化的是电极本身，若为惰性电极，则为溶液中阴

15、离子被氧化。电极，则为溶液中阴离子被氧化。 （2）二考虑放电顺序二考虑放电顺序若溶液中的若溶液中的阴、阳离子有多种，则根据离子的放电顺阴、阳离子有多种，则根据离子的放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，序判定什么离子先放电，什么离子后放电，再书写电极方程式。再书写电极方程式。 （3）三确定微粒形式三确定微粒形式微粒被氧化微粒被氧化或还原后的存在形式，一定要考虑电解溶或还原后的存在形式，一定要考虑电解溶液的成分和酸碱性，并要注意质量守恒和液的成分和酸碱性，并要注意质量守恒和电荷守恒。电荷守恒。 5 5电解池与原电池的比较电解池与原电池的比较 化学能转变为电能化学能转变为电能电能转变为化学能

16、电能转变为化学能不同的电极、电解不同的电极、电解质溶液、回路质溶液、回路直流电源、电极、电直流电源、电极、电解质溶解质溶(熔熔)液、回路液、回路负负正正阳阳阴阴阴阴阳阳失电子、氧化失电子、氧化得电子、还原得电子、还原得电子、还原得电子、还原失电子、氧化失电子、氧化自发自发一般非自发一般非自发化学能化学能电能、供电、电能、供电、金属的防护金属的防护电电能能化学化学能、制取物能、制取物质、金属的防护质、金属的防护活动二：认识电解在氯碱工业方面的应用活动二：认识电解在氯碱工业方面的应用 1、氯碱工业：、氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法用电解饱和食盐水的方法来制取来制取NaOH、Cl2和和H2，并以它

17、们为原料生，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。产一系列化工产品的工业。 2、原理：、原理： 阳极阳极: _、_反应反应阴极阴极: _、_反应反应总反应：总反应：_ _2Cl2e=Cl2氧化氧化2H+2e=H2还原还原2NaCl+2H2O = Cl2 + H2+2NaOH电解电解2Cl+2H2O = Cl2 + H2+2OH电解电解3 、装置及生产工艺：、装置及生产工艺： （1）工业上若用类似于课本）工业上若用类似于课本P.79图图4-8装置电解饱和食盐水，装置电解饱和食盐水，你觉得有哪些不妥之处？你觉得有哪些不妥之处？ NaOHNaOH溶液和溶液和ClCl2 2能反能反应生成应生成NaC

18、lONaClOH H2 2和和ClCl2 2混合遇火能混合遇火能发生爆炸发生爆炸 （2）为防止几种产物混合发生反应，可采用什么装置？）为防止几种产物混合发生反应，可采用什么装置？ （包括（包括16个单元槽）个单元槽） （动画演示）（动画演示）离子交换膜电解法离子交换膜电解法离子交换膜电解槽主要由离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。单元槽串联或并联组成。电解槽的阳极用金属钛网电解槽的阳极用金属钛网制成（为何制成网状？制成（为何制成网状？_），），为了为了

19、_和提高电解效率，钛阳极网上和提高电解效率，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，有镍涂层。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许它只允许_通过，而阻止通过，而阻止_和和_通过。也通过。也就是说，产生的就是说，产生的_和和_只能在只能在_极区，产生的极区，产生的_只能在只能在_极区，这样，既能防止极区，这样，既能防止_ _，又能避免，又能避免_。 延长电极使用寿命延长电极使用寿命 阴离子阴离子 阳离子阳离子 气体气体 H2 NaOH 阴阴 Cl2 阳阳 阴极产生的阴极

20、产生的 H H2 2和阳极产生的和阳极产生的ClCl2 2相混合而引起爆炸相混合而引起爆炸 ClCl2 2和和NaOHNaOH溶液作用生成溶液作用生成NaClONaClO而影响烧碱的质量而影响烧碱的质量 表面积大，速率快，电流大表面积大，速率快，电流大 精制的饱和食盐水进入精制的饱和食盐水进入 室；纯水（加入一室；纯水（加入一定量的定量的_，以增强，以增强 ）加入）加入_室。室。通电一段时间后，通电一段时间后，NaOH溶液从溶液从 极导出，淡盐水极导出，淡盐水从从 极导出，可重新用于配制食水（工业生产时可极导出，可重新用于配制食水（工业生产时可循环流水作业）。循环流水作业）。 粗食盐水中通常含

21、有泥沙、粗食盐水中通常含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，若直接用于电解，则会使杂质，若直接用于电解，则会使_ 和和_，因此必须经过精制。精，因此必须经过精制。精制时，加入沉淀剂制时，加入沉淀剂(过量过量BaCl2溶液、溶液、过过量量Na2CO3溶液、溶液、 过过量量NaOH溶液溶液)的顺序可以为的顺序可以为_ _使杂质成为沉使杂质成为沉淀淀 除去，然后加入除去，然后加入 调节调节 。 阳极阳极 NaOH溶液溶液 导电性导电性 阴极阴极 阴阴阳阳过滤过滤盐酸盐酸盐水的盐水的pH产品不纯产品不纯堵塞、损坏离子交换膜堵塞、损坏离子交换膜或或（应在应在之前加入之前加入）或或活动三：

22、认识电解在电镀方面的应用活动三：认识电解在电镀方面的应用 电镀制品电镀制品电镀铜车间电镀铜车间观看实验录像：观看实验录像：电镀电镀1电镀是电镀是_ _的方法，其主要目的是的方法，其主要目的是_。镀层金属通。镀层金属通常具备的性质是常具备的性质是_。 2电镀池（用作电镀的电解池）中，阴极是电镀池（用作电镀的电解池）中，阴极是_，阳极是，阳极是_，电镀液是，电镀液是_。 3以右图装置在铁上镀锌，请在图以右图装置在铁上镀锌，请在图中注明电极材料的化学式以及烧杯中中注明电极材料的化学式以及烧杯中溶质（硫酸盐）的化学式。电极反应溶质（硫酸盐）的化学式。电极反应式分别是：式分别是：阳极阳极:_，阴极阴极:

23、_。电镀过程中，。电镀过程中，电镀液的浓度电镀液的浓度_（填（填“变小变小”、“不变不变”或或“变大变大”）。）。 应用电解原理在某些金属表面镀上一薄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层其他金属或合金增强抗腐能力，增加美观和表面硬度增强抗腐能力，增加美观和表面硬度使金属使金属在空气或溶液里不易起变化在空气或溶液里不易起变化待镀待镀 金属金属 镀层金属镀层金属 含镀层金属含镀层金属 离子的溶液离子的溶液 Zn2e=Zn2+Zn2+2e=Zn不变不变 ZnSO4 Zn Fe4. 在烧杯里放入在烧杯里放入CuSO4溶液，用一铁制品（用溶液，用一铁制品（用酸洗净）作阴极，铜片作阳极（如

24、下图）。通酸洗净）作阴极，铜片作阳极（如下图）。通电，观察铁制品表面颜色的变化。电，观察铁制品表面颜色的变化。 通过实验，我们通过实验，我们可以发现，银白可以发现，银白色的铁制品变成色的铁制品变成红色的了。红色的了。 活动三：认识电解在精炼铜方面的应用活动三：认识电解在精炼铜方面的应用 工业上通常工业上通常用用 法大规模法大规模冶炼得粗铜，其冶炼得粗铜，其中常含有中常含有Zn、Fe、Ni 、Ag、Au等杂质，你等杂质，你能否利用电解原能否利用电解原理除去这些杂质理除去这些杂质制得纯铜？你能制得纯铜？你能否画出装置的示否画出装置的示意图？意图？ 火火 阅读：阅读：电解时，用电解时，用粗铜板作阳极

25、粗铜板作阳极，与直流电源正极相连，用，与直流电源正极相连，用纯纯铜片作阴极铜片作阴极，与电源的负极相连，用，与电源的负极相连，用CuSO4溶液溶液（加入一定量（加入一定量的硫酸）的硫酸）作电解液作电解液。电解时，两极发生如下反应：。电解时，两极发生如下反应：阴极阴极 Cu2+2e-=Cu阳极阳极 Cu2e-=Cu2+当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：等，也会同时失去电子，如：Zn2e-Zn2+ 、 Fe2e-=Fe2+ 、 Ni2e-=Ni2+ 但是它们的

26、阳但是它们的阳离子比离子比Cu2+难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等金属杂质，因为给出电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子金属杂质，因为给出电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的变成阳离子溶解下来，当阳极上的Cu失去电子变成离子溶解失去电子变成离子溶解之后，它们是以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成之后，它们是以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）。这样，

27、在阴（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）。这样，在阴极就得到了纯铜。极就得到了纯铜。 填空：填空： 电解精炼铜时，用电解精炼铜时，用_作阴极，用作阴极，用_作阳极。在阳极失去电子变为阳离子作阳极。在阳极失去电子变为阳离子的金属有的金属有_，掉落在阳，掉落在阳极下方的残渣（俗称阳极泥）主要含有极下方的残渣（俗称阳极泥）主要含有_ _。阴极的电极反应式是。阴极的电极反应式是_。精炼过程中，电解液的浓度精炼过程中，电解液的浓度_。 粗铜板粗铜板 纯铜片纯铜片 Zn、Fe、Ni、Cu等等 银、银、金等金等 Cu2+2e=Cu 略变小略变小 活动五：认识电解在电冶金方面的应用活动五：认识电解在电冶

28、金方面的应用 工业上，工业上，Na、Ca、Mg、Al等活泼金属，一般都等活泼金属，一般都采用电解法冶炼采用电解法冶炼电冶金电冶金 。1、电解熔融氯化钠制钠、电解熔融氯化钠制钠 阅读课本阅读课本P81-82，完成：，完成：阴极反应式：阴极反应式：阳极反应式：阳极反应式：总反应式：总反应式：2Na+2e=2Na 2Cl2e=Cl22NaCl(熔融熔融)=2Na + Cl2电解电解 2、电解熔融氧化铝制铝、电解熔融氧化铝制铝 一百多年以前，人们曾用金属钠还原氧化铝得一百多年以前，人们曾用金属钠还原氧化铝得到金属铝，由于当时钠很贵，因而铝比钠更贵，到金属铝，由于当时钠很贵，因而铝比钠更贵，价格跟黄金不

29、相上下。直到价格跟黄金不相上下。直到19世纪末，人们发明世纪末，人们发明了生产铝的新方法了生产铝的新方法电解冰晶石（电解冰晶石（六氟合铝酸六氟合铝酸钠钠Na3AlF6，作熔剂，以降低氧化铝的熔点）和氧，作熔剂，以降低氧化铝的熔点）和氧化铝化铝(铝土矿的主要成分铝土矿的主要成分)的熔融混合物，才能够的熔融混合物，才能够大规模冶炼金属铝。冶炼金属铝的电解槽示意图大规模冶炼金属铝。冶炼金属铝的电解槽示意图如下。如下。 熔融熔融回答下列问题：回答下列问题：（1）氯化铝（）氯化铝（AlCl3）的熔点只有一百多摄氏度，）的熔点只有一百多摄氏度，比氧化铝的熔点（比氧化铝的熔点（2 025）要低得多，为什么不

30、用）要低得多，为什么不用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝？电解熔融氯化铝的方法冶炼铝？答：答：_。（2）电解时阳极反应式是）电解时阳极反应式是_，阴极反应式是阴极反应式是_。总反应式呢？。总反应式呢？（3）电解槽中作阴极和阳极的都是碳块，哪一极）电解槽中作阴极和阳极的都是碳块，哪一极的碳块消耗较快？的碳块消耗较快？答：答：_。为什么？答：。为什么？答：_。（4）从图中可以看出，电解生成的液态铝比冰晶）从图中可以看出，电解生成的液态铝比冰晶石氧化铝熔融体的密度石氧化铝熔融体的密度_（填（填“大大”或或“小小”）。）。 AlClAlCl3 3是共价化合物，熔融时不能电离出离子是共价化合物，熔融时不能电离

31、出离子6O212e=3O24Al3+12e=4Al阳极阳极可与生成的氧气反应可与生成的氧气反应大大活动五：认识电解在其他方面的应用活动五：认识电解在其他方面的应用 江苏拥有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个江苏拥有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的宝库。目前世界各国都在研究如何充分利巨大的宝库。目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源。用海洋资源。 如下图所示，在电场中利用膜技术（阳离子如下图所示，在电场中利用膜技术（阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法。阴离子通过）淡化海水，该方法称为电渗析法。 （1

32、 1）充入海水）充入海水的各室中，离子如的各室中，离子如何运动？何运动？ 阴离子移向阳极阴离子移向阳极, ,阳离子移向阴极。阳离子移向阴极。（2 2）图中膜）图中膜a a、b b应分别选用何种离子交换膜？应分别选用何种离子交换膜？ a:a:阳离子交换膜。阳离子交换膜。 b:b:阴离子交换膜。阴离子交换膜。【知识应用【知识应用】 1 1我们知道，反应我们知道，反应CuCuH H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4H H2 2不能自发进行。请根据所学电化学相关知识，设不能自发进行。请根据所学电化学相关知识，设法使该反应得以进行，画出装置图，写出电极反法使该反应得以进行，画出装置图，写出电极反

33、应式。应式。 阳极阳极：Cu2e=Cu2+阴极阴极：2H+2e=H2Cu+2H+= Cu2+ H2电解电解总离：总离：思考思考: :电解质溶液可能换成硝酸吗电解质溶液可能换成硝酸吗? ?可以可以 2. 2. 如何理解教材中如何理解教材中“电解质溶液的导电过程就电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程是电解质溶液的电解过程”和和“电解法是最强有力的电解法是最强有力的氧化还原手段氧化还原手段”这两句话？这两句话？ 导电性实验装置导电性实验装置 1、二次电池的放电过程为原电池、二次电池的放电过程为原电池（自发过程），而充电过程为电解池（被（自发过程），而充电过程为电解池（被迫过程）。二次电池放电

34、过程的负极反应迫过程）。二次电池放电过程的负极反应倒过来就是充电过程的阴极反应。倒过来就是充电过程的阴极反应。 备忘：备忘： 2、有关原电池及电解池的计算要抓、有关原电池及电解池的计算要抓住电路中通过的电子数相等。住电路中通过的电子数相等。 备忘：备忘：以石墨为电极，电解以石墨为电极，电解1LCuSO1LCuSO4 4和和NaClNaCl的混合溶液，的混合溶液，其中其中CuSOCuSO4 4与与NaClNaCl的物质的量之和为的物质的量之和为0.2mol0.2mol，CuSOCuSO4 4的物质的量占总物质的量的比值为的物质的量占总物质的量的比值为x x。（1 1）若）若x x=0.5=0.5

35、，当，当CuCu2+2+在阴极恰好全部析出时，产在阴极恰好全部析出时，产生的气体是什么？其物质的量是多少？所得溶液的生的气体是什么？其物质的量是多少？所得溶液的pHpH是多少？是多少？（2 2）电解一段时间后，阴、阳两极产生气体的物）电解一段时间后，阴、阳两极产生气体的物质的量恰好相等，均为质的量恰好相等，均为0.16 mol0.16 mol，求此时，求此时x x的值。的值。 (1) n(CuSO4)=n(NaCl)=0.1mol 阴极：阴极：Cu2+ + 2e = Cu 0.1mol 0.2mol 阳极：先阳极：先2Cl 2e = Cl2 0.1mol 0.1mol 0.05mol 后后 4

36、OH 4e = 2H2O + O2 0.1mol (0.20.1)mol 0.025mol n(H+)=n(耗耗OH)=0.1mol c(H+)=0.1mol/L 故故pH=1（2）n(CuSO4)=0.2xmol n(NaCl)=0. 2(1-x)mol 阴极：先阴极：先Cu2+ + 2e = Cu 0.2xmol 0.4xmol 后后2H+ + 2e = H2 0.32mol 0.16mol 阳极：先阳极：先2Cl 2e = Cl2 0.2(1-x)mol 0.2(1-x)mol 0. 1(1-x)mol 后后 4OH 4e = 2H2O + O2 (0.24+0.4x)mol 0.16-0.1(1-x)mol 0.4xmol +0.32mol= 0.2(1-x)mol+ (0.24+0.4x)mol x=0.6水电解制氢装置水电解制氢装置再 见再见再见再 见再见再见