高中化学《电解池》课件完美新人教版1.ppt

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第第3 3节节 电解池电解池 Zn Cu CCCuCl2溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：Cu2+2e-=Cu电池总反应：电池总反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+CuCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原溶液中，外接直流电源，这还是原 电池装置吗？电池装置吗？原电池是把化学能转变成电能的装置。原电池是把化学能转变成电能的装置。浸入浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源溶液的两

2、根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，通电一段时间。的正极和负极相连接，通电一段时间。C（阳极）（阳极）C（阴极）（阴极）(1)(1)通电前，氯化铜溶液里通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？的运动情况怎样？(2)(2)通电后，这些离子的运通电后，这些离子的运动情况有什么改变？动情况有什么改变？(3)(3)当离子定向运动到电极当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？表面上时，发生了什么变化？ClClClClCu2+Cu2+Cu2+、Cl无规则运动无规则运动Cu2+、Cl定向运动定向运动ClClClClCu2+Cu2+Cu2+、Cl发生电

3、子得失发生电子得失ClClClClCuCu阴阳两极上阴阳两极上生成生成Cu、Cl2Cl2Cl2ee一、电解原理一、电解原理n电解：电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。应的过程。n电解池：电解池：把电能转化为化学能的装置叫把电能转化为化学能的装置叫做电解池做电解池(电解槽电解槽)。n电解池构成条件：电解池构成条件：1.直流电源直流电源2.两个电极两个电极(惰性电极：惰性电极：Pt、Au或石墨或石墨)(活性电极：活性电极：Fe、Cu等等)3.电解质溶液或熔融态电解质电解质溶液或熔融态电解质

4、4.闭合回路闭合回路阳极：接电源正极阳极：接电源正极阴极：接电源负极阴极：接电源负极电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极 溶液中的阳离子在阴极获得电子溶液中的阳离子在阴极获得电子同时溶液中的阴离子向阳极移动同时溶液中的阴离子向阳极移动在阳极表面失去电子在阳极表面失去电子电子沿阳极回到电源正极电子沿阳极回到电源正极ClClClClCuCu+-阳阳 阴阴电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上 发生氧化还原反应生成了发生氧化还原反应生成了新物质新物质 只产生自由移动的离子只产生自由移动的离子 电解质电离成为自由移电解质电离成为自由移动的离子动的离子CuCl2=Cu2+2Cl-电解质电离

5、后再通直流电电解质电离后再通直流电电解质溶于水或受热融电解质溶于水或受热融化状态化状态联系联系 特点特点 过程过程 条件条件电解电解 电离电离 阴阳离子定向移动，在两阴阳离子定向移动，在两极上得失电子成为原子或极上得失电子成为原子或分子分子 CuCl2=Cu+Cl2电解电解两电极接直流电源两电极接直流电源电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路形成形成条件条件将电能将电能 转变成化学能的装置转变成化学能的装置将化学能将化学能 转变成电能的装置转变成电能的装置定义定义装置装置实例实例电解池电解池原电池原电池装置装

6、置e ee ee ee ee ee e电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电解池阳极电解池阳极电源正极电源正极电子电子流向流向阳极：阳极：氧化反应，溶液中的氧化反应，溶液中的阴离子失电子（放电）或电阴离子失电子（放电）或电极金属失电子极金属失电子阴极：阴极：还原反应，溶液中的还原反应，溶液中的阳离子得电子（放电）阳离子得电子（放电）负极：负极：氧化反应，金属氧化反应，金属失电子失电子正极：正极：还原反应，溶液还原反应，溶液中的阳离子得电子中的阳离子得电子电极电极反应反应阳极：阳极：与电源正极相连与电源正极相连阴极：阴极：与电源负极相连与电源负极相连负极：负极：较活泼金属较活泼金属正极：正极：较

7、不活泼金属较不活泼金属（或能导电的非金属）（或能导电的非金属）电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置负极负极 正极正极导线导线惰性电极惰性电极石墨石墨(C)、金、金(Au)、铂、铂(Pt)1.阴离子失电子阴离子失电子顺序（顺序（阳极阳极放电顺序）：放电顺序）：S2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸非还原性含氧酸根离子，如根离子，如NO3-、SO42-F-2.阳离子得电子阳离子得电子顺序（顺序（阴极阴极放电顺序）放电顺序）：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸酸）Fe2+H+（水水）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+电解质电解质溶液中离子溶液中离子阴极阴极产物产物阳极阳极产物产物

8、H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+OH-SO42-H+OH-Cl-Na+H+OH-Na+Cl-H+OH-K+SO42-H+OH-Cu2+Cl-H+OH-Cu2+SO42-H+OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2石墨石墨 石墨石墨饱和饱和NaClNaCl溶液溶液 以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KIKI试纸检验试纸检验阳极产物，推测有何实验现象。阳极产物，推测有何实验现象。观察到的现象：观察到的现象：阳极：阳极：阴极：阴极：放出有刺激性气味的

9、气体，放出有刺激性气味的气体，湿润的湿润的KIKI淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附放出无色、无味气体，附近溶液变红近溶液变红2Cl2e=Cl22H+2e=H22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2电解电解石墨石墨 石墨石墨饱和饱和NaClNaCl溶液溶液或或2H2O+2e=H2+2OH以氯碱工业为基础的化工生产以氯碱工业为基础的化工生产含氯漂白剂含氯漂白剂有机合成、造纸有机合成、造纸玻璃、肥皂玻璃、肥皂纺织、印染纺织、印染有机合成有机合成氯化物合成氯化物合成农药农药金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成HCl盐酸盐酸电解饱和食盐水电解饱和食盐水氯碱工业氯碱工业H2NaOH湿氯气

10、湿氯气湿氢气湿氢气液碱液碱Cl2电镀电镀电镀电镀请写出阴阳两极的请写出阴阳两极的电极反应式：电极反应式：阳：阳：Cu-2e=Cu2+阴：阴：Cu2+2e=Cu阳极的铜质量减轻阳极的铜质量减轻请分析阴阳两极、请分析阴阳两极、水溶液中的现象：水溶液中的现象：阴极的铁增重，表面均匀覆盖一层红色固体物质阴极的铁增重，表面均匀覆盖一层红色固体物质溶液的颜色始终无变化（原因：溶液的颜色始终无变化（原因：Cu2+浓度不变）浓度不变）1.阳极阳极放电的顺序：放电的顺序：非惰性电极，如非惰性电极，如Fe、CuS2-I-Br-Cl-OH-非还原性含氧酸根离子非还原性含氧酸根离子F-2.阴极阴极放电顺序：放电顺序：

11、Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（酸酸）Fe2+H+（水水）Al3+Mg2+Na+Ca2+K+利用电解的原理在金属表面镀上一层其利用电解的原理在金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。它金属或合金的过程。（1 1）阳极：阳极：镀层金属。镀层金属。阴极：阴极：待镀的金属制品待镀的金属制品 电镀液：电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。用含有镀层金属离子的溶液。电镀过程中电镀液的浓度保持不变电镀过程中电镀液的浓度保持不变（2 2）实质：阳极参加反应的电解）实质：阳极参加反应的电解（3 3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑.思考：如果是给铁镀锌，请你设计一个电镀池。

12、思考：如果是给铁镀锌，请你设计一个电镀池。电解精炼铜原理：电解精炼铜原理：反应原理：反应原理：阳极（粗铜，含铁、银、金等杂质的铜）：阳极（粗铜，含铁、银、金等杂质的铜）：Cu 2e-=Cu2+Fe 2e-=Fe2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：2Cu2+4e-=2CuFe2+虽然也移向阴极，但虽然也移向阴极，但Cu2+优先反应优先反应比铜活泼的金属：比铜活泼的金属：Fe只下水，不上岸；只下水，不上岸；比铜不活泼的金属：比铜不活泼的金属：Au、Pt直接沉底形成阳极泥；直接沉底形成阳极泥；电解质溶液中电解质溶液中CuSO4的浓度可能越来越小。的浓度可能越来越小。铜：铜：既下水，又上岸；既下水，又上岸

13、；电解精炼铜原理：电解精炼铜原理：练习：设计一个电解精炼镍的装置图，写出两极练习：设计一个电解精炼镍的装置图，写出两极反应。已知：粗镍中含铁、铜、银等杂质。镍的反应。已知：粗镍中含铁、铜、银等杂质。镍的活动性介于铁与铜之间。镍离子为二价。活动性介于铁与铜之间。镍离子为二价。阳极（粗镍）：阳极（粗镍）：Ni 2e-=Ni2+Fe 2e-=Fe2+阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：2Ni2+4e-=2Ni电解质溶液：含有电解质溶液：含有Ni2+的溶液即可的溶液即可阳极泥：铜、银阳极泥：铜、银n汉弗莱汉弗莱戴维，英国化学家、戴维，英国化学家、发明家，电化学的开拓者之发明家，电化学的开拓者之一。在化学上他的

14、最大的贡一。在化学上他的最大的贡献是开辟了用电解法制取金献是开辟了用电解法制取金属元素的新途径，电解苛性属元素的新途径，电解苛性碱，从而发现了钾和钠，后碱，从而发现了钾和钠，后来又制得了钡、镁、钙、锶来又制得了钡、镁、钙、锶等碱土金属。他被认为是发等碱土金属。他被认为是发现元素最多的科学家。现元素最多的科学家。n你能想得到戴维是用什么具你能想得到戴维是用什么具体方法冶炼出金属钠的吗？体方法冶炼出金属钠的吗？请画出装置图。请画出装置图。1、钠的冶炼、钠的冶炼 电解熔融的电解熔融的NaCl阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2Na+2e-=2Na总反应：总反应：2NaCl(熔融熔融)=2

15、Na+Cl2电解电解n由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解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，电解法几乎这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。是唯一可行的工业方法。2、铝的冶炼、铝的冶炼 电解熔融的电解熔融的Al2O3阳极：阳极：6O2-12e-=3O2阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石n法国皇帝拿破仑三世法国皇帝拿破仑三世是一个喜欢炫耀自己是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴

16、的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。席，宴请天下宾客。每次宴会，餐桌上的每次宴会，餐桌上的用具几乎全是用银制用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制的那一个碗却是铝制品。品。n1.即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同.n2.在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到两倍。在地球大气的情形下，这个时间尺度是五天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时

17、间。n3.人们可以在五天之内作相当准确的天气预报，但是要做更长远得多的天气预报，就既需要大气现状的准确知识，又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外，没有办法对六个月以后做具体的天气预报。n4.我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果。这样，尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它。n5.宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌，尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝，任何预言的误差将越来越大。在

18、一段时间之后，就不可能预言运动的细节。n6.太阳和其他恒星绕着银河系的运动，以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到，其他星系正离开我们运动而去，而且它们离开我们越远，就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀：不同星系间的距离随时间而增加。n7.中国这块大地上，存在过许多民族。这许多民族，不管是共时态存在还是历时态存在，均可以寻到某种内在的关系。族与族之间的关系有两种：一为血缘性；另为社会性。民族之间不只是存在着血缘性的关系，也还存在社会性的关系，其中最主要是文化关系。n8.目前，虽然“大众创业、万众创新”的热潮已遍及全国，很多有志青年步入创业大军，但大学生创业成功率低仍是一个不争的事实。可以说，我国大学生创业还处于起步阶段，真正实现大学生从入学到毕业、从毕业到创业，仍需要全方位、多角度、系统化的理念和实践支撑，需要更多的社会力量去思考、探索。因此，要想创业成功，仅仅具有迎难而上的勇气是不够的。