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文檔簡介

1、GZn C 稀硫酸稀硫酸電能電能化學能化學能原電池原電池這是將這是將_能轉化為能轉化為_能的能的裝置,稱為裝置,稱為_。Zn為為_極,發生極,發生_反應。反應。C為為_極,發生極,發生_反應。反應。LCL電解反應實例電解反應實例實例被電解物質電解產物化學方程式電解電解H2OH2OH2、O2電解飽和電解飽和食鹽水食鹽水H2、Cl2、NaOHNaCl、H2O電解電解NaClNaCl Na 、Cl2電解電解Al2O3Al2O3Al、O22H2O=2H2+O2通電通電2H2O+2NaCl=2NaOH+H2 +Cl2 通電通電2NaCl=2Na+Cl2 通電通電2Al2O3=4Al+3O2 通電通電1、

2、電解飽和食鹽水反應原理、電解飽和食鹽水反應原理思考思考:(1)電解池的兩極各產生什么現象)電解池的兩極各產生什么現象?若在兩極若在兩極附近均滴加酚酞試液,會有什么現象附近均滴加酚酞試液,會有什么現象?(2)兩極的產物是如何生成的)兩極的產物是如何生成的?與電源與電源正極相正極相連的為連的為陽極陽極與電源與電源負極相負極相連的為連的為陰極陰極+-(1)電解食鹽水)電解食鹽水現象現象電極反應式電極反應式陽極陽極陰極陰極化學方程化學方程式式2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2電解有氣泡產生,使濕潤有氣泡產生,使濕潤的淀粉的淀粉KI溶液變藍溶液變藍有氣泡產生有氣泡產生(有爆鳴聲有爆鳴聲),滴

3、加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅2Cl-2e- =Cl22H+2e- =H2被氧化被氧化被還原被還原利用電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水分析電解反應的過程分析電解反應的過程:1、電解食鹽水用的電極材料是什么、電解食鹽水用的電極材料是什么?均為碳棒,很穩定,不易反應。均為碳棒,很穩定,不易反應。2、通電前、通電前,溶液中有哪些離子溶液中有哪些離子?做怎樣的運動方式?做怎樣的運動方式?溶液中有兩種電解質,發生電離后溶液中有四溶液中有兩種電解質,發生電離后溶液中有四種離子:種離子:Na+、CI、H+、OH(但后兩者很少但后兩者很少)3、通電后、通電后,離子是如何移動的離子是如何移動的?做怎樣的運動方式?做

4、怎樣的運動方式?根據異性相吸的原則,陰離子向陽極移動,陽根據異性相吸的原則,陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動,即發生了定向移動。離子向陰極移動,即發生了定向移動。4、通電后電流的流動方向、通電后電流的流動方向?外電路電子流動方向外電路電子流動方向?電流從正極流出,流入陽極;從陰極流出,流電流從正極流出,流入陽極;從陰極流出,流入負極。電子從陽極流出,流入正極;從負極流入負極。電子從陽極流出,流入正極;從負極流出,流入陰極。出,流入陰極。5、當離子定向移動到電極表面時、當離子定向移動到電極表面時,從氧化還原的從氧化還原的角度來考慮發生了什么樣類型的反應角度來考慮發生了什么樣類型的反應?陽離子到

5、陰極上來得電子,發生還原反應。陽離子到陰極上來得電子,發生還原反應。 陰離子到陽極上來失電子,發生氧化反應。陰離子到陽極上來失電子,發生氧化反應。6、溶液中離子各濃度是如何變化的、溶液中離子各濃度是如何變化的? 溶液的溶液的pH值如何變化?值如何變化?Na+ 濃度不變、濃度不變、CI 濃度變小、濃度變小、H+ 濃度變濃度變小、小、OH 濃度變大。溶液濃度變大。溶液pH值變大。值變大。問題探究一問題探究一: 1 請同學們考慮用惰性電極電解請同學們考慮用惰性電極電解CuCl2時溶時溶液中陰陽離子如何移動?液中陰陽離子如何移動?兩極發生的電極反應是什么?總反應方程兩極發生的電極反應是什么?總反應方程

6、式是什么?式是什么?3 電解原理是什么電解原理是什么?什么叫電解?什么叫電解?電解原理電解原理結論:結論:電解質通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離電解質通電前在水溶液中自由移動的陰、陽離子作子作_運動;在外電源的作用下(運動;在外電源的作用下(直流直流電電),改作,改作_移動而導電。在導電的同時,在移動而導電。在導電的同時,在陽、陰兩極發生氧化陽、陰兩極發生氧化還原反應,即被電解,電離是還原反應,即被電解,電離是_的前題。的前題。 自由自由定向定向電解電解電解:電解:使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。化還原反應的過程叫做電

7、解。電解池(電解槽):電解池(電解槽):把電能轉化為化學能的裝置。把電能轉化為化學能的裝置。1 1、原理:、原理:在直流電的作用下,電解質在兩個電極在直流電的作用下,電解質在兩個電極 上分別發生氧化和還原反應的過程。上分別發生氧化和還原反應的過程。2 2、電解池、電解池(1)定義:)定義:(2)構成條件:)構成條件:將電能轉化為化學能的裝置將電能轉化為化學能的裝置直流電源直流電源 陰陽兩極陰陽兩極電解質溶液或熔融電解質電解質溶液或熔融電解質陽極(陽極(+)()(與電源正極相連與電源正極相連)-氧化反應氧化反應-(失電子失電子)(讓最容易失電子的物質來失電子讓最容易失電子的物質來失電子)陰極(陰

8、極(-)()(與電源負極相連與電源負極相連)-還原反應還原反應-(得電子得電子)(讓最容易得電子的物質來得電子讓最容易得電子的物質來得電子)3 3、電極確定:、電極確定:跟蹤演練跟蹤演練1 分析下圖,原電池的是_電解池的是_5.5.放電順序放電順序陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫叫放電放電。放電的順序取決于。放電的順序取決于離子的本性離子的本性,也與也與離子濃度離子濃度和和電極材料電極材料有關。有關。4.4.電子的流向和離子的流向電子的流向和離子的流向電子電子的流向:的流向: 電源負極電源負極電解池陰極電解池陰極電解池陽極電解池陽極電源正極電源正極離子

9、離子的流向:的流向: 陰離子向陽極移動,陰離子向陽極移動, 陽離子向陰極移動陽離子向陰極移動。離子的放電順序:離子的放電順序:(1)在陰極上,陽離子放電順序)在陰極上,陽離子放電順序(易得的先電子易得的先電子):Ag+、Cu2+、H+(酸)、(酸)、Fe2+、Zn2+、 H+(水)、(水)、 Al3+、Mg2+、 Na+放電由易到難放電由易到難(2)在陽極上,陰離子放電順序)在陽極上,陰離子放電順序(易失的先電子易失的先電子):陽極材料(活潑金屬)陽極材料(活潑金屬) 、 S2、I、Br、Cl、OH、NO3、SO42、F放電由易到難放電由易到難(3)陰極材料不參與反應,陽極材料為活潑金)陰極材

10、料不參與反應,陽極材料為活潑金屬(如屬(如Ag、Hg、Cu、Fe、Zn )時,則陽極材)時,則陽極材料失去電子而溶解。料失去電子而溶解。排在這兩種離子后的排在這兩種離子后的在水中不參與反應。在水中不參與反應。分析電解反應的一般思路:分析電解反應的一般思路:明確溶液中存在哪些離子明確溶液中存在哪些離子根據根據陽極氧化陽極氧化,陰極還原陰極還原分析得出產物分析得出產物陰陽兩極附近有哪些離子陰陽兩極附近有哪些離子6.6.電極反應和總反應的書寫:電極反應和總反應的書寫:原電池原電池電解池電解池正極正極 負極負極電極名稱電極名稱陽極陽極 陰極陰極電極確定電極確定由電極材料決定由電極材料決定,較較活潑的是

11、負極活潑的是負極,較不較不活潑的是正極活潑的是正極接電源正極為陽極接電源正極為陽極,接電源負極為陰極接電源負極為陰極電子流向電子流向負極流出經導線流負極流出經導線流入正極入正極由電源負極流入陰極由電源負極流入陰極,再由陽極流回正極再由陽極流回正極電極反應電極反應性性 質質負極負極-氧化反應氧化反應正極正極-還原反應還原反應陽極陽極-氧化反應氧化反應陰極陰極-還原反應還原反應能量轉變能量轉變化學能轉成電能化學能轉成電能電能轉為化學能電能轉為化學能裝置特點裝置特點無外接電源無外接電源有外接直流電源有外接直流電源相似之處相似之處均能發生氧化還原反應均能發生氧化還原反應,且同一裝置中兩個電極且同一裝置

12、中兩個電極上的電子得失總數相等上的電子得失總數相等電極反應電極反應陽極:陽極: 2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl = Cl2 2陰極陰極:總的方程式:總的方程式:2HCl = H2HCl = H2 2+ Cl+ Cl2 2通電通電2H2H+ + + 2e+ 2e- - = H = H2 2HCl溶液溶液CC電極反應電極反應陽極:陽極:陰極陰極:2Cu2Cu2+ 2+ + 4e+ 4e- - = 2Cu= 2Cu總的方程式:總的方程式:2CuSO2CuSO4 4 + 2H + 2H2 2O = 2Cu+OO = 2Cu+O2 2+ 2H+ 2H2 2SOSO4 4通電通電4OH4OH-

13、 - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O + OO + O2 2CuSO4溶液溶液CCCuSO4溶液溶液CCuZuSO4溶液溶液CZu二、電解原理的應用(一)電鍍二、電解原理的應用(一)電鍍1 1、電鍍定義:、電鍍定義:利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。薄層其它金屬或是合金的過程。2 2、電鍍銅電鍍銅裝置裝置陽極:陽極:Cu2eCu2e- - = Cu = Cu2+2+陰極:陰極:CuCu2+2+ 2e+ 2e- - = Cu = Cu 3、電鍍材料的選擇:陰極電鍍材料的選擇:陰極鍍件鍍件 陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬 電鍍液電鍍液

14、含有鍍層金屬離子的溶液含有鍍層金屬離子的溶液4 4、電鍍的結果,硫酸銅溶液的濃度保持不變。、電鍍的結果,硫酸銅溶液的濃度保持不變。硫酸銅溶液硫酸銅溶液銅銅鍍鍍件件(三)銅的電解精煉(三)銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(如鋅、鐵、鎳、一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(如鋅、鐵、鎳、銀、金等),這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求,銀、金等),這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求,如果用以制電線,就會大大降低電線的導電能力。因此必須利如果用以制電線,就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。用電解的方法精煉粗銅。粗銅粗銅 含雜質含雜質(Zn Fe N

15、i Ag Au 等等)陽極:陽極: Zn Zn2+2e- Fe Fe2+2e- Ni Ni2+2e-Cu Cu2+2e-Zn Fe Ni CuAg Au 陰極:陰極: Cu2+ + 2e- Cu陽極泥陽極泥問:電解完后,問:電解完后,CuSO4溶液的濃度有何變化?溶液的濃度有何變化?粗銅粗銅純銅純銅原電池原電池電解池電解池正極正極 負極負極電極名稱電極名稱陽極陽極 陰極陰極電極確定電極確定由電極材料決定由電極材料決定,較較活潑的是負極活潑的是負極,較不較不活潑的是正極活潑的是正極接電源正極為陽極接電源正極為陽極,接電源負極為陰極接電源負極為陰極電子流向電子流向負極流出經導線流負極流出經導線流入

16、正極入正極由電源負極流入陰極由電源負極流入陰極,再由陽極流回正極再由陽極流回正極電極反應電極反應性性 質質負極負極-氧化反應氧化反應正極正極-還原反應還原反應陽極陽極-氧化反應氧化反應陰極陰極-還原反應還原反應能量轉變能量轉變化學能轉成電能化學能轉成電能電能轉為化學能電能轉為化學能裝置特點裝置特點無外接電源無外接電源有外接直流電源有外接直流電源相似之處相似之處均能發生氧化還原反應均能發生氧化還原反應,且同一裝置中兩個電極且同一裝置中兩個電極上的電子得失總數相等上的電子得失總數相等KCl溶液溶液電極反應電極反應陽極:陽極: 2Cl2Cl- -2e2e- - = Cl = Cl2 2陰極陰極:總的

17、方程式:總的方程式:2KCl + 2H2KCl + 2H2 2O =2KOH + HO =2KOH + H2 2+ Cl+ Cl2 2通電通電結論:結論:用惰性電極電解活潑金屬的無氧酸鹽,溶用惰性電極電解活潑金屬的無氧酸鹽,溶質溶劑同時消耗質溶劑同時消耗電解的結果生成堿,電解后溶液的電解的結果生成堿,電解后溶液的PHPH增大。增大。2H2H+ + + 2e+ 2e- - = H = H2 2CCH2SO4溶液溶液電極反應電極反應陽極:陽極:4OH4OH- - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O + OO + O2 2陰極陰極:4H4H+ + + 4e+ 4e- - = 2H = 2H2 2

18、總的方程式:總的方程式:2H2H2 2O = 2HO = 2H2 2+ O+ O2 2通電通電結論:結論:用惰性電極電解含氧酸實質是用惰性電極電解含氧酸實質是電解后溶液的電解后溶液的PHPH變變電解水。電解水。小小CCNaOH溶液溶液電極反應電極反應陽極:陽極:陰極陰極:總的方程式:總的方程式:結論:結論:用惰性電極電解強堿實質是電解水。用惰性電極電解強堿實質是電解水。電解后溶液的電解后溶液的PHPH應該增大。應該增大。4OH4OH- - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O + OO + O2 24H4H+ + + 4e+ 4e- - = 2H = 2H2 22H2H2 2O = 2HO = 2H2 2+ O+ O2 2通電通電CCCuSO4溶液溶液電極反應電極反應陽極:陽極:陰極陰極:2Cu2Cu2+ 2+ + 4e+ 4e- - = 2Cu= 2Cu總的方程式:總的方程式:2CuSO2CuSO4 4 + 2H + 2H2 2O = 2Cu+OO = 2Cu+O2 2+2 H+2 H2 2SOSO4 4通電通電結論:結論:用惰性電極電解不活潑金屬的含氧用惰性電極電解不活潑金屬的含氧酸鹽,溶質溶劑同時消耗酸鹽,溶質溶劑同時消耗電解的結果生成酸,電解后溶液的電解的結果生成酸,電解后溶液的PH減小。減小。4OH4OH- - 4e- 4e- -=2H=2H2 2

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