《电解池》公开.ppt

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1、GCCCCCuCl2溶液溶液CuCl2溶液溶液问题：问题：1.如果把两根石墨棒作电极插入如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液溶液中，有现象吗？中，有现象吗？2.如外接直流电如外接直流电 源，这还是原电池装置吗源，这还是原电池装置吗？【实验实验42】实验现象及结论：实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层红色的与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜铜生成。生成。发生还原反应发生还原反应 阴极阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气氯气。发生氧化反应发生氧化反应 阳极。阳极。反应式：反应式：CuCl2 Cu+Cl2 CCCuCl2溶液溶

2、液CuCl2阴极阴极阳极阳极整个装置就是电解池。整个装置就是电解池。电解原理：电解原理：通电前：通电前：CuCl2=Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后：通电后：Cu2+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子，Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl 2e=Cl2（氧化反应）氧化反应）阴极：阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu+Cl2电解电解通电前通电前 阴极阳极通电后通电后1.1.电解：电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化

3、还原反应的程，叫做电解。氧化还原反应的程，叫做电解。3.构成电解池的条件：构成电解池的条件：是电能转变为化学能的装置！直流电源；直流电源；与电源与电源负极负极相连的电极为相连的电极为阴极阴极与电源与电源正极正极相连的电极为相连的电极为阳极阳极阴、阳电极阴、阳电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；2.2.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC4.放电顺序：放电顺序：阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应常用惰性电极，发生反应的是溶液中的阳极反应常用惰性电极，发生反应的是溶液中的阳离子。氧化性强的离子先

4、得电子离子。氧化性强的离子先得电子金属金属 S2IBrClOHNO3SO42(等含氧酸根等含氧酸根离子离子）F 阳极：阳极：如果金属作阳极则优先于所有阴离如果金属作阳极则优先于所有阴离子先放电子先放电用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：还原性强的离子先失电子时：还原性强的离子先失电子Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸酸)Pb2+Fe2+H+(水水)Mg2+Al 3+Na+Ca 2+K+Cu2+oooooooooooooooooooo 阴极阳极CuCl2ooooooooooooooooooooooo电解氯化铜溶液实验装置e-e-单击电子流动5.5.工作原理工作原理电

5、解池小结电解池小结与电源正极相连与电源正极相连阳极阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系、电源、电极、电极反应关系 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 、NaOH阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+F

6、e2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+小结小结 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-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2增大增大HCl不

7、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想一想想一想：若若以以铜为阳极铜为阳极,铁为阴极铁为阴极,电电解解氯化铜溶液，情况又如何？氯化铜溶液，情况又如何？二、电解原理的应用二、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

8、）、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）电镀铜原理电镀铜原理铜片铜片待镀件待镀件硫酸铜溶液硫酸铜溶液阳极：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电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金属的电解质属的电解质阳极：阳极：镀层金属（纯铜板）镀层金属（纯铜板）阴极：阴极：待镀金属制品待镀金属制品电镀液：电镀液：含有镀层金含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）属的电解质（硫酸铜溶液）电镀铜电镀铜1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。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

9、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。粗粗铜铜 含杂质含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等等)纯铜纯铜粗铜粗铜阳极：阳极：Zn-2e-Zn2+Fe-2e-Fe2+Ni-2e-Ni2+Cu-2e-Cu2+Zn Fe Ni CuAg Au 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

10、的浓度有何变化？CuSO4溶液溶液3、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）方法）制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。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)2Na +Cl2 3、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的、电冶金（使用电解法冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼金属的方法）方法）制取金属铝制取金属铝电解熔融状态的氧化铝。电解熔融状态的氧化铝。阳极：阳极：6O 2-12e-=3O2阴极：阴极：4Al 3+12e-=4Al

11、总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融)4Al +3O2 冰晶石电解池、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成化学能的装置。的装置。应应用用电电解原理在某些解原理在某些金属表面金属表面镀镀上一上一层层其其它金属的装置。它金属的装置。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金属的离子属的离子阳极

12、：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属的离子金属的离子阳极：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：还原反应装置原电池电解池实例原理形成条电极名称电子流向电流方向电

13、极反应能量转化应用发生氧化还原反应，从而形成电流发生氧化还原反应，从而形成电流电流通过引起氧化还原反应电流通过引起氧化还原反应两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、形成闭合回路、成闭合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应电源、电极（惰性或非惰性）、电电源、电极（惰性或非惰性）、电解质（水溶液或熔融态）解质（水溶液或熔融态）由电极本身决定由电极本身决定正极正极：流入电子：流入电子 负极负极：流出电子：流出电子 由外电源决定由外电源决定阳极阳极：连电源正极连电源正极 阴极阴极：连电源负极连电源负极（外电路）负极（外电路）负极 正极正极 电源负极电源负极阴极阴极阳极阳极电源正极电源正极（外电路）正极（外电路）正极负极负极电源正极电源正极阳极阳极阴极阴极电源负极电源负极负极：负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）氧化反应）正极：正极：2H+2e-=H2（还原原应）（还原原应）阳极：阳极：2 CI-2e-=CI2 (氧化反应氧化反应)阴极阴极:Cu2+2e-=Cu (还原反应还原反应)化学能化学能 电能电能电能电能化学能化学能设计电池、金属防腐设计电池、金属防腐氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼铜锌原电池铜锌原电池电解氯化铜电解氯化铜