电能转化为化学能电解优秀课件.ppt

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1、电能转化为化学能电解第1页，本讲稿共70页已知：已知：1molNa在氯气在氯气中燃烧放出中燃烧放出411kJ的热的热量，试写出该反应的热量，试写出该反应的热化学方程式。化学方程式。联想与质疑联想与质疑金属钠是在金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在产，约在1891年才获得成功。年才获得成功。1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化

2、钠的方法，少数仍沿用目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。电解氢氧化钠的方法。电解是将电能转化为化学能的一种重要方法电解是将电能转化为化学能的一种重要方法2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)H=822.3kJmol-1如果要让这个反应反方向进行，则需要什么条件呢如果要让这个反应反方向进行，则需要什么条件呢第2页，本讲稿共70页一、电解原理一、电解原理（以电解氯化钠为例）（以电解氯化钠为例）实验：实验：用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠用惰性（石墨）电极电解熔融的氯化钠现象：现象：阳极：有气泡，有刺阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使激性气味，并能

3、使湿润湿润的的KI-淀淀粉试纸变蓝粉试纸变蓝（Cl2)阴极：有金属钠析出阴极：有金属钠析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气钠钠熔融熔融NaCl第3页，本讲稿共70页实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析熔融电解质中的离子情况分析熔融电解质中的离子情况 阳离子阳离子：Na+阴离子阴离子：Cl-做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确定电极名称：阳极阳极（接电源正极）（接电源正极）阴极阴极（接电源负极）（接电源负极）与电极材料无关与电极材料无关第4页，本讲稿共70页（2）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子

4、移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl-Cl2+2e-氧化反氧化反应应 阴极阴极：2Na+2e-2Na 还原反应还原反应总式：总式：2NaCl2Na+Cl2通电第5页，本讲稿共70页电解电解:使使电流电流通过通过电解质溶液电解质溶液而在而在阴阳两阴阳两极极引起引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。电解池电解池:借助借助氧化还原反应氧化还原反应，把，把电能电能转化为转化为化化学能学能的装置的装置.构成条件构成条件:(1)(1)(1)(1)外加直流电源外加直流电源 (2)(2)与电源相连的两个电极：与电源相连的两个电极：接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极

5、，发生接电源正极的为阳极，发生接电源正极的为阳极，发生氧化反应氧化反应 接电源负极的为阴极，发生接电源负极的为阴极，发生还原反应还原反应 (3)(3)电解质溶液或熔化的电解质电解质溶液或熔化的电解质 (4)(4)构成闭合电路构成闭合电路构成闭合电路构成闭合电路 第6页，本讲稿共70页 分析下图，属于电解池的有分析下图，属于电解池的有【巩固练习巩固练习】第7页，本讲稿共70页电子的流向电子的流向:电子从外加电源的负极流出，流电子从外加电源的负极流出，流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在外电路定向移动，不能从溶（注：电子只在外电路定向移动，不

6、能从溶液中移动）液中移动）离子定向移动的方向离子定向移动的方向:阳离子阳离子向向 阴极阴极移动移动,阴离子阴离子向向 阳极阳极移动移动.惰性电极与活性电极：惰性电极与活性电极：惰性电极惰性电极(铂、金、石墨铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应仅仅导电，不参与反应 活性电极（除铂、金外的金属）：活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可既可以导电、又可以参与电极反应以参与电极反应第8页，本讲稿共70页电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。在电解质溶液中进行。以电解氯化铜为例以电解氯化铜为例实验：实验：用惰性（石墨）电极电解氯化

7、铜溶液用惰性（石墨）电极电解氯化铜溶液现象：现象：阳极：有气泡，有刺阳极：有气泡，有刺激性气味，并能使激性气味，并能使湿润湿润的的KI-淀淀粉试纸变蓝粉试纸变蓝（Cl2)阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极：碳棒上有一层红色的铜析出阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜CuCl2溶液溶液第9页，本讲稿共70页实验分析：实验分析：通电前：通电前：分析电解质溶液中的离子情况分析电解质溶液中的离子情况 阳离子阳离子：H+、Cu2+阴离子阴离子：OH-、Cl-做无规则运动做无规则运动通电后：通电后：（必须直流电）（必须直流电）（1）确定电极名称：）确定电极名称：阳极阳极（接电源正极）（接电源正极）阴极阴极（接电源

8、负极）（接电源负极）与电极材料无关与电极材料无关第10页，本讲稿共70页（3）判断电极产物并书写电极反应）判断电极产物并书写电极反应:阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电 阳极阳极：2Cl-Cl2 +2e-氧化反氧化反应应 阴极阴极：Cu2+2e-Cu 还原反应还原反应总式：总式：（2）判断离子的放电顺序：）判断离子的放电顺序：阳离子阳离子：Cu2+H+阴离子阴离子：Cl-OH-（4）分析电解质溶液的变化情况：）分析电解质溶液的变化情况：氯化铜溶液浓度降低氯化铜溶液浓度降低CuCl2Cu+Cl2电解第11页，本讲稿共70页离子放电顺序：离子放电顺序：阴离

9、子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。活性材料作电极时：活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、AuAu、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中阴离溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：子的放电顺序（由难到易）是：S S 2-2-SOSO3 32-2-II-BrBr-ClCl-OHOH-NONO33-SOSO4 42-2

10、-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-AgAgAgAg+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+HHHH+PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2 2 2 2+(HH+)Al Al Al Al3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa+KKKK+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差

11、较大时，放电顺序要发生变化，相同时按HH+,不同时按不同时按不同时按不同时按（HH+）无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极:第12页，本讲稿共70页电解规律阴极阴极阳极阳极氯氯气气铜铜实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-=2Cu减小减小减减小小CuCl2CuCl2溶液溶液CuCl2Cu+Cl2电解第13页，本讲稿共70页阳极阳极阴极阴极

12、氧氧气气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原Na2SO4阳极阳极:4OH-4e-2H2O+O2阴极阴极:4H+4e-2H2变大变大不不变变加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O2H2+O2电解第14页，本讲稿共70页阳极阳极阴极阴极氯气氯气氢氢气气实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复原NaCl阳极阳极:2Cl-2e-Cl2阴极阴极:2H+2e-H22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电解减小减小增增大大加加HClNaCl溶液溶液第15页，本讲稿共70页实例实例电极反应电极反应浓度浓度PH值值复原复

13、原CuSO4阳极阳极阴极阴极氧氧气气铜铜阳极阳极:4OH-4e-2H2O+O2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减小减小减小减小加加CuOCuSO4溶液溶液2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4电解第16页，本讲稿共70页电解规律（惰性电极）小结电解规律（惰性电极）小结 阳极：阳极：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根 F-与与区：电解本身型区：电解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl与与区：放氢生碱型区：放氢生碱型 如如NaCl与与区：放氧生酸型区：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3与与区：电解水型区：电解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、Na

14、OH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+第17页，本讲稿共70页 电解质溶液用惰性电极电解的示例电解质溶液用惰性电极电解的示例：电电解解类类型型举举 例例电电极反极反应应溶液溶液PH变变化化溶液复原方法溶液复原方法物物质类别质类别实实例例仅仅溶溶剂剂水水电电解解 仅仅溶溶质质电电解解 溶溶质质和和溶溶剂剂同同时电时电解解 含氧酸含氧酸H2SO4强强碱碱NaOH活活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐Na2SO4无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e-2H2减小减小增大增大不不变变H2O阳极：阳极：2Cl-2e

15、-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属金属的无氧酸的无氧酸盐盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：Cu2+2e-Cu减少减少CuCl2活活泼泼金属的金属的无氧酸无氧酸盐盐NaCl阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2增大增大HCl不活不活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e-2Cu减小减小CuO第18页，本讲稿共70页（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.写出下列装置的电极反应式，并判断写出下列

16、装置的电极反应式，并判断A、B、C溶液溶液PH值的值的变化。变化。巩固练习巩固练习第19页，本讲稿共70页2.2.如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙述正确，对该装置的有关叙述正确的是的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH-4e-4e-=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电极均参两极外，其余电极均参加了反应加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两

17、池溶液的PHPH不变不变B第20页，本讲稿共70页3.用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，用铂电极电解下表中各组物质的水溶液，电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的电解一段时间以后，甲、乙两池中溶液的pH值均减小，而在值均减小，而在和和两极，电极产物两极，电极产物的物质的量之比为的物质的量之比为12的是的是 甲 乙 A B C D甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D第21页，本讲稿共70页4.为为下下图图所所示示装装置置中中，a、b都都是是惰惰性性电电极极，通通电电一一段段时时间间后后，b极极附附近近溶溶液液呈呈红红色色。下下列列说说法

18、法正正确确的是的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a XY bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC第22页，本讲稿共70页5.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是：A

19、、27mgB、54mgC、108mgD、216mgB第23页，本讲稿共70页第24页，本讲稿共70页二、电解原理的应用二、电解原理的应用第25页，本讲稿共70页电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:（1）电解池的两极各产生什么现象）电解池的两极各产生什么现象?若在若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原）结合教材，分析产生这种现象的原因。因。在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。极，一

20、根铁棒作阴极。接通直流电源接通直流电源实验装置实验装置第26页，本讲稿共70页1.电解食盐水电解食盐水现象：现象：阳极：有气泡产生，阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉使湿润的淀粉KI溶液变蓝溶液变蓝阴极：有气泡产生，阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红滴加酚酞溶液变红阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2总式：总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件条件:通电通电)实验装置实验装置第27页，本讲稿共70页（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允

21、许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴，把电解槽隔成阴极室和阳极室。极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、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、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响，而影响氢氧化钠的产量。氢氧化钠的产量。氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱第28页，本讲稿共70页+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极

22、极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室第29页，本讲稿共70页粗盐的成份：粗盐的成份：泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制盐精制盐水水第30页，本讲稿共70页2.2.铜的电解精炼铜的电解精炼一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低

23、电线的导电铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜粗铜含杂质含杂质(ZnFeNiAgAu等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极：ZnZn2+2e-FeFe2+2e-NiNi2+2e-CuCu2+2e-ZnFeNiCuAgAu阴极阴极:Cu2+2e-Cu阳极泥阳极泥问：电解完后，问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？溶液的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液第31页，本讲稿共70页3.3.电镀电镀电镀是利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电镀是利用电解原理在某些金属表面

24、镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。电镀：电镀：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄电镀是利用电解原理在某些金属

25、表面镀上一薄电镀是利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层其他金属或合金的过程层其他金属或合金的过程层其他金属或合金的过程，铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：电极：阳极阳极镀层金属镀层金属或惰性电极或惰性电极阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小第32页，本讲稿共70页阳极：阳极：6O2-12 e-=3O2 阴极：阴极：4Al3+12e-=4Al4.冶炼铝冶炼铝通电通电总式：总式：2Al2O34Al+3O2原理原理:助熔剂：冰晶石（助熔剂

26、：冰晶石（Na3AlF6六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料(碳碳)和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用AlCl3?第33页，本讲稿共70页冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料第34页，本讲稿共70页电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电电解池解池电解精炼池电解精炼池电镀电镀池池定定义义形成形成条件条件电电极极名称名称电电极极反反应应将将电电能能转变转变成化学能的

27、成化学能的装置。装置。应应用用电电解原理在某些金解原理在某些金属表面属表面镀镀上一上一层层其它金其它金属的装置。属的装置。两两电电极接直流极接直流电电源源电电极插人极插人电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路镀层镀层金属接金属接电电源正极源正极待待镀镀金属接金属接电电源源负负极极电镀电镀液液须须含有含有镀层镀层金属金属的离子的离子阳极：阳极：电电源正极相源正极相连连阴极：阴极：电电源源负负极相极相连连阳极：阳极：镀层镀层金属；金属；阴极：阴极：镀镀件件阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：阴极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应应应用用电电解原理将不解原

28、理将不纯纯的金属提的金属提纯纯的装置。的装置。不不纯纯金属接金属接电电源正极源正极纯纯的金属接的金属接电电源源负负极极电电解解质质溶液溶液须须待提待提纯纯金金属的离子属的离子阳极：不阳极：不纯纯金属；金属；阴极：阴极：纯纯金属金属阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应第35页，本讲稿共70页1.a、b哪一极为正极？哪一极为正极？2.若要给铁叉镀锌，若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？极选用什么材料？选择何种溶液？选择何种溶液？思考思考:e-第36页，本讲稿共70页金属性强弱的判断金属性强弱的判断 已知已知M+N2+=M2+N Pt极电解相同浓度极电解相同浓度P和和M的硫酸盐，阴

29、极先析出的硫酸盐，阴极先析出M N与与E有导线相连放入有导线相连放入E的的硫酸盐溶液硫酸盐溶液,电极反应：电极反应：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种，则四种金属活泼性由强到弱为金属活泼性由强到弱为 答案：答案：PMNE第37页，本讲稿共70页工业上采用工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解时电解时,应以应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将将会会 ,2.阳极反应式为阳极反应式为 ,3.总电解反应式为总电解反应式为 .2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:Fe 增大增大 MnO42_

30、e e-=MnO4第38页，本讲稿共70页 电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法例一例一 ：铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的物质的量质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e-=H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为:0.54=2mol,消耗消耗4OH-2mol,即产生即产生H+2mol.阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+1m

31、ol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole-用于用于还原还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol.第39页，本讲稿共70页O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：关系式：例二例二：用石墨电极电解用石墨电极电解100mLH2SO4与与CuSO4的混合液，的混合液，通电一段时间后，两极均收集到通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混（标况）气体，则原混合液中合液中Cu2+的物质的量浓度为（的物质的量浓度为（）A.1mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.4

32、mol/LA阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A第40页，本讲稿共70页例三例三：某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为，式量为242，将，将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行溶液，用惰性电极进行电解。当有电解。当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）

33、。）。Mx+xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n=3产生H+为0.01mol，pH=1第41页，本讲稿共70页1.1.右右图图中中x x、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出,符符合合这这一一情情况的况的A 练练 习习第42页，本讲稿共70页2.根据金属活动顺序表，根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：不能发生如下反应：Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2。但选择恰当电极材料但选择恰当电极材料 和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。

34、下列四和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四 种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极阳极石墨石墨CuCuCu阴极阴极石墨石墨石墨石墨FePt电解液电解液CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液H2OB第43页，本讲稿共70页3.德国人哈伯发明了合成氨技术而德国人哈伯发明了合成氨技术而获得获得1918年诺贝尔化学奖，但该年诺贝尔化学奖，但该方法须在高温高压催化剂，否则方法须在高温高压催化剂，否则难以自发进行。难以自发进行。2000年希腊化学家年希腊化学家斯佳在斯佳在科学科学杂志上公布了他的杂志上公布了他的新

35、发明在常压下把氢气与氮气通新发明在常压下把氢气与氮气通入一加热到入一加热到570的电解池（如图）的电解池（如图）氢氮在电极上合成氨，而且转化率高氢氮在电极上合成氨，而且转化率高于哈伯法的五倍，达到于哈伯法的五倍，达到80%.该电解池采用了能传导某种离子（该电解池采用了能传导某种离子（H+、Li+、F-、O2-）的固体）的固体复合氧化物为电解质（简称复合氧化物为电解质（简称SCY），吸附在），吸附在SCY内外侧表面的金属钯多内外侧表面的金属钯多孔多晶薄膜为电极。孔多晶薄膜为电极。写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。写出上文中电解池的阴阳极反应式和电解池总反应式。固体复合氧化物固体复合

36、氧化物第44页，本讲稿共70页答案：答案：阳极：阳极：3H26H+6e阴极：阴极：N2+6H+6e2NH3通电通电电解反应电解反应：N2+3H22NH3第45页，本讲稿共70页第46页，本讲稿共70页（2 2）对该装置的有关叙述正确的是）对该装置的有关叙述正确的是A.PA.P是电源的正极是电源的正极B.FB.F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH-4e-4e-=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.电解时，甲、乙、丙三池中，除电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，两极外，其余电极均参其余电极均参 加了反应加了反应D.D.通电后，甲池的通电后，甲池的PHPH减小，而乙

37、、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变B巩固练习巩固练习1如图所示：如图所示：通电后通电后A极上析出极上析出Ag(1)判断电源以及甲、判断电源以及甲、乙、丙三池中的电极乙、丙三池中的电极名称，并分别书写电名称，并分别书写电极反应式极反应式4.在如下的装置中进行电解，并已知铁极的在如下的装置中进行电解，并已知铁极的质量减小质量减小11.2克。克。（1）A是电源的是电源的 极极（2）电解过程中，电路中通过）电解过程中，电路中通过 摩电子摩电子（3）Ag极的电极反应是极的电极反应是 ；析出物质是；析出物质是 克克（4）Cu(a)的电极反应是的电极反应是 ；（5）Cu(b)的电极反应是

38、的电极反应是 。第47页，本讲稿共70页5.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：（1）U型管内发生什么现象型管内发生什么现象?写出有关反应的化学方程式写出有关反应的化学方程式（2）在）在A b烧杯中发生什么现象烧杯中发生什么现象（3）如果小烧杯中有）如果小烧杯中有0.508克碘析出，问大烧杯中，负极减克碘析出，问大烧杯中，负极减轻多少克轻多少克?第48页，本讲稿共70页6.按下图的装置进行电解实验：按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，极是

39、铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时极恰好全部溶解，此时B极质极质量增加量增加7.68克，溶液质量增加克，溶液质量增加0.03克，则克，则A合金合金中中Cu、Zn原子个数比为原子个数比为A 41 B 31 C 21 D 任意比任意比第49页，本讲稿共70页第50页，本讲稿共70页FeCu氯化铜氯化铜溶液溶液氯化铜溶液氯化铜溶液CuC氯化铜溶液氯化铜溶液CuC1、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应、写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应还原反应ABDCFeCu氯化钠氯化钠溶液溶液

40、练练 习习第51页，本讲稿共70页（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe2、写出下列装置的极反应，并判断、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液溶液PH值值的变化。的变化。练练 习习第52页，本讲稿共70页1、池型的判断、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。小结：一、原电池与电解池的比较及判断：小结：一、原电池与电解池的比

41、较及判断：3、电解池放电顺序的判断、电解池放电顺序的判断阳极放电：阳极放电：1）惰性电极：）惰性电极：则溶液中阴离子放电。则溶液中阴离子放电。2）非）非惰性电极惰性电极：电极材料首先失电子。：电极材料首先失电子。阴极放电：阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。第53页，本讲稿共70页4、判断溶液的、判断溶液的pH变化：变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。（1 1）如果只产生氢气而没有氧气，只）如果只产生氢

42、气而没有氧气，只pH变大；变大；（2 2）如果只产生氧气而没有氢气，只）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小；变小；（3 3）如果既产生氢气又产生氧气）如果既产生氢气又产生氧气若原溶液呈酸性则若原溶液呈酸性则pH减小；减小；若原溶液呈碱性若原溶液呈碱性pH增大；增大；若原溶液呈中性若原溶液呈中性pH不变。不变。第54页，本讲稿共70页3 3.右右图图中中x x、y y分分别别是是直直流流电电源源的的两两极极,通通电电后后发发现现a a极极板板质质量量增增加加,b,b极极板板处处有有无无色色无无臭臭气气体体放放出出,符符合合这这一一情情况况的的A 练练 习习第55页，本讲稿共70页电极：电极：阳

43、极阳极镀层金属镀层金属阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品小结：二、电解池的应用小结：二、电解池的应用-电镀及氯碱工业电镀及氯碱工业待镀制品待镀制品铜片铜片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。电解质溶液：溶液中电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。的浓度保持不变。1、电镀电镀第56页，本讲稿共70页氯碱工业原理氯碱工业原理氯碱工业（离子膜法）氯碱工业（离子膜法）+精制饱和精制饱和NaCl淡盐水淡盐水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交换膜交换膜第57页，本讲稿共70页 举例：举例：1、

44、a极变细，极变细，b极变粗：极变粗：2、a极变细，极变细，b极有气泡：极有气泡：3、a极变粗，极变粗，b极有气泡：极有气泡：4、a极有气泡极有气泡,b极有气泡，且气体体积比为极有气泡，且气体体积比为2：15、a极有气泡极有气泡,b极有气泡极有气泡;阴极加酚酞变红阴极加酚酞变红拓展练习拓展练习第58页，本讲稿共70页4、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验数天后数天后数天后数天后图一图一图二图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈）图一说明原溶液呈性，铁钉发生性，铁钉发生腐蚀，腐蚀，电极反应为：电极反应为：（3）图二说明原溶液呈）图

45、二说明原溶液呈性，铁钉发生性，铁钉发生腐蚀，腐蚀，电极反应为电极反应为：发生了原电池 反应中性或弱碱吸氧负极：Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+；正极：2H2H2 2O+OO+O2 2+2e+2e=4OH=4OH-负极：Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+；正极：2H2H+2e=H+2e=H2 2较强酸性析氢练练 习习第59页，本讲稿共70页小结：三、电解池及原电池的应用小结：三、电解池及原电池的应用-金属的防护金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断）金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原

46、理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学化学化学化学腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀同一种金属的腐蚀：同一种金属的腐蚀：同一种金属的腐蚀：同一种金属的腐蚀：强电解质强电解质强电解质强电解质 弱电解质弱电解质弱电解质弱电解质 非电解质非电解质非电解质非电解质2）金属的防护方法）金属的防护方法改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构改变金属内部结构覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层覆盖保护层电化学保护法电化学保护法电化学保护法电化学保护法外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法牺牲负极的正极保护法第60页，本讲稿共70页5

47、.下列装置暴露空气中一段时间下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢铁的腐蚀由快到慢顺序顺序.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展练习拓展练习第61页，本讲稿共70页6 6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H H2 2SOSO4 4作电解液。总作电解液。总反应式为：反应式为：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOS

48、O4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O（1 1）试写出放电时的正、负极反应式）试写出放电时的正、负极反应式正极正极:_:_负极负极:_:_（2 2）试写出充电时的阳、阴极反应式）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极阳极:_:_阴极阴极:_:_PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+Pb+SOSO4 42-2-2e2e-=PbSO=PbSO4 4练练 习习PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e-=PbO=PbO2 2+4H4H+SO+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4

49、 +2e+2e-=Pb+SO=Pb+SO4 42-2-第62页，本讲稿共70页小结：四、原电池电解池的应用小结：四、原电池电解池的应用-可充电电池可充电电池阴极：阴极：正极：正极：还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极放电：原电池放电：原电池充电：电解池充电：电解池 负极：负极：阳极：阳极：氧化反应极氧化反应极电子流出极电子流出极失电子极失电子极氧化反应极氧化反应极失电子极失电子极电子流出极电子流出极还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极第63页，本讲稿共70页此电池放电时，负极发生反应的物质为此电池放电时，负极发生反应的物质为AAgBZn(OH)2CAg2

50、ODZn充电充电放电放电2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O7银银锌锌电电池池广广泛泛用用于于电电子子仪仪器器的的电电源源，它它的的充充电电和和放放电电过过程可表示为：程可表示为：D拓展练习拓展练习第64页，本讲稿共70页1 1如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙述正确的是，对该装置的有关叙述正确的是A A、P P是电源的正极是电源的正极B B、F F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH-4e-4e-=2H=2H2 2O+OO+O2 2C C、电解时，甲、乙、丙三池中，除、电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余