电解池公开课[1]精品教育.ppt

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1、,探究实验 1,C,C,探究实验 2,淀粉-KI试纸:,2KI+Cl2=2KCl+I2,阳极,阴极,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。,2.电解池：,(1)定义:将电能转变为化学能的装置。,一、电解原理,碳,碳,阴极,阳极,阴极,构成电解池的条件是什么？,(1)外接直流电源；,(2)有两个电极；,(3)有电解质溶液或熔融的电解质；,(4)形成闭合回路。,CuCl2溶液,练习,1.分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。,原电池,既不是原电池也不是电解池,既不是原电池也不是电解池,既不是原电池也不是电解池,练习,原电池,电解池,既不是原电池也不是电解池,电极产物

2、反思,说明：得失电子的能力不同,失电子能力(阳极)：Cl-_ OH-,得电子能力(阴极)：Cu2+_ H+,放电能力,放电顺序,3.离子放电顺序：,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca+K+,（1）阳极:,（2）阴极:,S 2-,OH-,含氧酸根离子,阴离子放电,还原性强先失电子,阳离子放电,1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。2）非惰性电极（除Pt、Au）：电极材料首先失电子。,S 2-,S 2-,I-Br-Cl-F-,S 2-,金属(除Pt、Au),氧化性强先得电子,练习：,写出用石墨做电极电解NaCl溶液的电极反应式及总的电解方程式.,1同一

3、溶液中的下列离子，在电解过程中最容易失去电子的是()AOH BI CCl DSO42,2电解CuCl2与NaCl的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为()AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2,3电解池中，阳极的电极材料一定()A发生氧化反应 B与电源正极相连 C是铂电极 D得电子,B,B,B,电解池小结,与电源正极相连,阳极,阴极,与电源负极相连,发生氧化反应,阳离子移向,阴离子移向,发生还原反应,电源、电极、电极反应关系,电解后溶液中溶质的质量分数，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的 即可。,实质：电解水,练习：电解硫酸钠溶液,增大,水,电解饱和食盐水反应原理,思考:（1）电解

4、池的两极各产生什么现象?若在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?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。,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,实验装置,（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出，H2O电离出。通电后，在电场的作用下，向阴极移动，向阳极移动。在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生成。阳极方程式：;（2）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成 使H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大，PH。阴极方程式：。,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H

5、+,H2,OH-,增大,Na+、H+,1、氯碱工业 电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气。,总化学方程式：;总离子方程式:.(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：_，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.,阴极:产生无色、无味气体,1.电解食盐水,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,阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：2H+2e-=H2总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件:通电),实验装置,(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.,(1)避

6、免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.,第一个问题:,Cl2+2 NaOH=NaCl+NaClO+H2O,混合遇火或遇强光爆炸,解决方法:使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,（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；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。,氯碱工业:离子交换膜法制烧碱,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH

7、）,离子交换膜,阳极室,阴极室,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,提示：,第二个问题：精制食盐水,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、.Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+,Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-,Na+、Cl-、CO32-、OH-,Na+、Cl-,沉降,除泥沙,略过量BaCl2 溶液,除SO42-,略过量Na2CO3 溶液

8、,除Ca2+.Ba2+,略过量NaOH 溶液,除Fe3+,Mg2+,适量HCl溶液,调节PH 除CO32-、OH-,粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜,精制食盐水,杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,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能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。,2.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），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求

9、，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。,粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等),纯铜,粗铜,阳极：,Zn Zn2+2e-Fe Fe2+2e-Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e-,Zn Fe Ni CuAg Au,阴极:Cu2+2e-Cu,阳极泥,问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？,CuSO4溶液,3、电镀,、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。,、电镀池形成条件,、镀件作阴极,、镀层金属作阳极,、含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液,、电镀的特点,电镀液的组成及酸碱性保持不变,4、电冶金（冶炼活泼金属钠、

10、镁、铝等）,制取金属钠,电解熔融状态的氯化钠。,通直流电后，,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2Na+2e-=2Na,总反应：,2NaCl(熔融)2Na+Cl2,结论：电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是最强有力的氧化还原的手段。,电解熔融氯化钠制钠,4、电冶金（使用电解法冶炼像钠、镁、铝等活泼金属的方法）,制取金属铝,电解熔融状态的氧化铝。,阳极：,6O 2-12e-=3O2,阴极：,4Al 3+12e-=4Al,总反应：,助熔剂：冰晶石（Na3AlF6 六氟合铝酸钠）阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充,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AlCl3?,冶炼铝设备

11、图,烟罩,原电池、电解池、电镀池判定规律,若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”先看电极：两极为导体且活泼性不同 再看溶液：两极插入电解质溶液中 后看回路：形成闭合回路或两极接触 若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。,讨论：比较电解池和原电池的异同,电解池、电解精炼池、电镀池的比较,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。,两电极接直流电源电极插人电解质溶液形成闭合回路,镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀

12、层金属的离子,阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连,阳极：镀层金属；阴极：镀件,阳极：氧化反应阴极：还原反应,阳极：氧化反应阴极：还原反应,应用电解原理将不纯的金属提纯的装置。,不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极电解质溶液须待提纯金属的离子,阳极：不纯金属；阴极：纯金属,阳极：氧化反应阴极：还原反应,1、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，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：,3、电解池放电顺序的判断,阳极放电：1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。2）非惰性电极：电极材料首先失电子。,阴极放电：

13、电极材料受保护，溶液中阳离子放电。,2、电极的判断,原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。,4、判断溶液的pH变化：,先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。,电解水时原性质增强；,电解电解质本身时原性质减弱；,电解生成酸时酸性增强；,电解生成碱时碱性增强。,电极：阳极镀层金属 阴极待镀金属制品,小结：二、电解池的应用-电镀及氯碱工业,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CuSO4的浓度保持不变。,1、电镀,氯碱工业原理,小结：三、电解池及原电池的应用-金属的防护,1）金属腐蚀快慢的判断,电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐蚀措施的腐蚀同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质,2）金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法,牺牲负极的正极保护法,小结：四、原电池电解池的应用-可充电电池,阴极：,正极：,放电：原电池,充电：电解池,负极：,阳极：,