第四讲电解池.ppt
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1、第四讲 电解池,写出右图原电池的电极反应、电池总反应。,负极:Zn 2e- = Zn2+,正极: Cu2+ 2e- = Cu,电池总反应:Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu,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 电池装置吗?,原电池是把化学能转变成电能的装置。,Cu2+,oooooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,电解池中离子和电子的移动方向,【实验42】,实验现象及结论:,与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜生成。 发生还原反应 阴极。 与电源正极相连的碳棒上有气泡产生,经检验
2、,是氯气。 发生氧化反应 阳极。,反应式:CuCl2 Cu + Cl2,CuCl2溶液,Cu,Cl2,阳极,阴极,整个装置就是电解池。,一、电解原理:,通电前:CuCl2 = Cu2+ + 2Cl, Cu2+、Cl为自由移动的离子;,通电后:Cu2+移向阴极得到电子, Cl移向阳极失去电子;,电极反应:,阳极:2Cl 2e = Cl2(氧化反应),阴极:Cu2+ 2e = Cu(还原反应),使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程,叫做电解。,构成电解池的条件:,直流电源;,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质;,电解池
3、:,电能转变为化学能的装置。,电解:,考点一 电极产物的判断及有关反应式的书写考点师说,1电解时的离子放电顺序 (1)首先判断阴、阳极,分析电极材料,判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。阳极为金属活性电极时,电极材料放电。 (2)再分析溶液中的离子种类,根据离子放电顺序,分析电极反应,并判断电极产物,写出电极反应式。 阳极放电顺序:活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。 阴极放电顺序:AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。,2电解化学方程式的书写 (1)必须在连接号上标明通电或电解。,3注意事项 (1)书写电解池中电极反应式时,要以实际放电的离子表示,但书
4、写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。 (2)要确保两极电子转移数目相同。 (3)电解水溶液时,应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电。,巩固练习: 1、用惰性电极电解饱和食盐水 2、用惰性电极电解CuSO4溶液 3、用惰性电极电解硫酸钠溶液 4、用惰性电极电解氢氧化钠溶液 5、用惰性电极电解CuCl2溶液,氯化钠,HNO3(aq)、MgCl2(aq),考点师说,分析电解过程中电解质溶液变化的关键是牢记离子的放电顺序。熟练解答电解计算的关键是灵活应用电子得失守恒,建立计算所需要的关系式。,1以惰性电极电解电解质溶液的类型,类型,电极反应特点,电解质溶液,电解对象,电解质浓度,p
5、H,电解质溶液复原,电解水型,阴:4H4e=2H2 阳:4OH4e=2H2OO2,强碱(NaOH),水,增大,增大,加水,含氧酸(H2SO4),水,增大,减小,加水,活泼金属的含氧酸盐(Na2SO4),水,增大,不变,加水,考点二 电解规律及相关计算,类型,电极反应特点,电解质溶液,电解对象,电解质浓度,pH,电解质溶液复原,电解电解质型,电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电,无氧酸(HCl),电解质,减小,增大,通氯化氢,不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2),电解质,减小,加氯化铜,放H2生碱型,阴极:H2O放H2生成碱 阳极:电解质阴离子放电,活泼金属的无氧酸盐(NaCl),电解质和水,生
6、成新电解质,增大,通氯化氢,放O2生酸型,阴极:电解质阳离子放电 阳极:H2O放O2生成酸,不活泼金属的含氧酸盐(CuSO4),电解质和水,生成新电解质,减小,加氧化铜,2电解池中有关量的计算或判断 主要包括以下几方面:根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。 解题方法:,Cl2,NaOH,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,原理,3.电解的应用,知识点一,(2)电镀: 电镀时,用 作阳极, 作阴极,用含 的溶液作电解质溶液。理论上讲,电镀时,电解质溶液的成分及浓度是不变的。,镀层金属,待镀金属,镀层金属离子,右
7、图为金属钥匙表面镀银的工作示意 图,据此回答下列问题: 镀件作 极,镀层金属银作 极。 电解质溶液是 。 电极反应: 阳极: ;阴极: 。 特点: 极溶解, 极沉积,电镀液的浓度 。,阴,阳,AgNO3溶液,Age=Ag,Age=Ag,阳,阴,不变,(3)铜的精炼(粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质):,Cu2e,=Cu2,Cu22e=Cu,粗铜中比较活泼的金属杂质形成 进入溶液,金属活动性弱于铜的金属(Ag和Au)沉淀在电解槽底部,形成 。 (4)电冶金: 由于 是最强有力的氧化还原手段,因此,冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属时,只能采用电解法,而且上述金属元素的化合物必须是 状态
8、。 钠的冶炼:总反应: ; 阴极: ;阳极:2Cl2e=Cl2。,阳离子,阳极泥,电解,熔融,2Na2e=2Na,Mg的冶炼:总反应: 。,Al的冶炼:总反应: 。,认知无盲区,(1)电解质溶液导电的过程,就是电解的过程,即电流通过电解质溶液,必然会引起氧化还原反应。 (2)判断原电池和电解池的关键是看是否有外加电源。 (3)电镀铜时,电解质溶液中c(Cu2)不变;电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2)减小。 (4)电解精炼铜时,粗铜中的Ag、Au等不反应,沉在电解池底部形成阳极泥。 (5)电解MgCl2冶炼镁,而不能电解MgO冶炼镁,因MgO的熔点很高,电解Al2O3冶炼铝,而不能电解AlC
9、l3冶炼铝,因AlCl3是共价化合物,其在熔融态不导电。,(6)电解池与原电池的比较:,电解池,原电池,电极名称,阴极 (与电源 负极相连),阳极 (与电源 正极相连),负极 (电子流 出的电极),正极 (电子流 入的电极),电极反应 (氧化、还原),还原反应,氧化反应,氧化反应,还原反应,能量转变,电能转化为化学能,化学能转化为电能,练习点点清 1下列关于电解的叙述中,正确的是 ( ) 电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解可以实现 任何水溶液电解时,必将导致氧化还原反应 A B C D,解析
10、:把化学能转变成电能的装置是原电池;只要电解,必将发生氧化还原反应,即一定发生化学变化;一些不能自发进行的反应,可以借助电解来实现,故选D项。,答案:D,A电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应 B原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电 解池阳极 C电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 解析:原电池与电解池相连时,原电池的正极与电解池的阳极相连,负极与电解池的阴极相连,因此电子从原电池的负极流向电解池的阴极,B错。,答案:B,基础全扫描,金属的腐蚀与防护,1化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,原电池,无,有,2电化学腐蚀的分类(以钢铁腐蚀为例
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