第二节 电解池 第2课时 课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第二节 电解池（第2课时）
第四章 化学反应与电能
一、导入新课
温故知新
1.电解池的构成条件
①直流电源；
②阴、阳电极；
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
一、导入新课
温故知新
2.水溶液中离子的放电顺序：
活性电极> S2－>I－>Br－>Cl－>OH－ >NO3－>SO42－>F－
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液）>Al3+>Mg2+ > Na+>Ca2+ > K+
阴极：
阳极：
氧化性强的离子先得电子
阳极金属或还原性强的离子先失电子
一、导入新课
3.分析电解反应的一般思路：
明确溶液中存在哪些离子
根据阳极氧化、阴极还原，结合离子得失电子能力强弱，分析得出优先放电离子及产物
阴、阳两极附近有哪些离子
温故知新
二、讲授新课
以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总反应的化学方程式。
(1)CuCl2溶液：
阳极：
阴极：
总反应式：
CuCl2 Cu + Cl2↑
电解
2Cl- － 2e- = Cl2↑
Cu2+ ＋ 2e- = Cu
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
Cu2+ + 2Cl- Cu + Cl2↑
电解
牛刀小试
二、讲授新课
以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总反应的化学方程式。
(2)NaCl溶液：
阳极：
阴极：
总反应式：
2Cl- － 2e- = Cl2↑
牛刀小试
2NaCl+2H2O H2↑+ Cl2↑
电解
+ 2NaOH
2Cl-+2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2OH-
电解
NaCl = Na+ + Cl-
H2O H+ + OH-
二、讲授新课
以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总反应的化学方程式。
(3) CuSO4溶液：
阳极：
阴极：
总反应式：
牛刀小试
4OH- －4e- = 2H2O + O2↑
2Cu2+ + 4e- = 2Cu
(H+)
CuSO4 = Cu2+ + SO42-
H2O H+ + OH-
2CuSO4+2H2O 2Cu + O2↑
电解
+ 2H2SO4
2Cu2+ +2H2O 2Cu + O2↑ + 4H+
电解
二、讲授新课
以石墨为电极电解下列溶液，请写出电极反应式及总反应的化学方程式。
(4) Na2SO4溶液：
阳极：
阴极：
总反应式：
牛刀小试
4OH- － 4e- = 2H2O + O2↑
4H+ + 4e- = 2H2↑
2H2O 2H2↑ + O2↑
电解
Na2SO4 = 2Na+ + SO42-
H2O H+ + OH-
二、讲授新课
电解质溶液 电解反应总方程式
CuCl2溶液
NaCl溶液
CuSO4溶液
Na2SO4溶液
2H2O 2H2↑ + O2↑
电解
2CuSO4+2H2O 2Cu+ O2↑+2H2SO4
电解
2NaCl+2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
电解
CuCl2 Cu + Cl2↑
电解
通过以上对电解过程的分析，你发现了什么规律？
分解电解质
放H2生碱
放O2生酸
电解水
交流研讨一
二、讲授新课
类型 电极反应特点 实例(溶液) 电解对象 电解质浓度 电解质溶液复原
电解电解质型
放H2生碱型
放O2生酸型
电解水型
电解质电离出的阴、阳
离子分别在两极放电
CuCl2
HCl
电解质
减小
CuCl2
HCl
阴极: 2H2O+ 2e- = H2 ↑+2OH-
阳极:电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
HCl
阴极:电解质阳离子放电
阳极:4OH- -4e-=2H2O+O2↑
CuSO4
电解质和水
生成新电解质
CuO
CuCO3
阴极: 4H+ + 4e- = 2H2 ↑
阳极:4OH- -4e-=2H2O+O2↑
NaOH
H2SO4
Na2SO4
水
增大
水
无氧酸(氢氟酸除外)溶液、
不活泼金属的无氧酸盐溶液
活泼金属的无氧酸盐溶液
不活泼金属的含氧酸盐溶液
含氧酸溶液、强碱溶液、
活泼金属的含氧酸盐溶液
交流研讨二
电解规律
二、讲授新课
三、电解原理的应用
1.氯碱工业
习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。
二、讲授新课
在NaCl溶液中，NaCl电离出 ，H2O电离出 。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 。阳极反应： ；
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 。阴极反应： 。
2Cl- - 2e- = Cl2↑
Na+、Cl-
H+、OH-
Cl-、OH-
Cl-
Cl2
H+
H2
OH-
增大
Na+、H+
交流研讨三
二、讲授新课
结论：
氯碱工业发生的电极反应式及总反应方程式：
阳极反应：
阴极反应：
总反应式：
2Cl- - 2e- = Cl2↑
2NaCl+2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
电解
2Cl-+2H2O H2↑+ Cl2↑+ 2OH-
电解
二、讲授新课
1.电解前向溶液中滴加酚酞溶液，通电后现象是什么？
阴极附近的溶液由无色变为红色。
阳极：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近，产生气体可以使湿润碘化钾淀粉试纸变蓝色。
2.两极极板上都有气体产生，如何检验两种气体？
交流研讨四
阴极：收集纯净气体，点燃，并在上方罩一个干冷的烧杯，产生淡蓝色火焰，且烧杯壁上有水珠出现。
二、讲授新课
（1）避免Cl2与NaOH溶液接触发生反应，使产品不纯，反应方程式：Cl2 +2NaOH =NaCl + NaClO + H2O；
（2）避免生成物H2和Cl2混合，因两者混合遇火或遇强容易发生光爆炸。
解决方法：使用离子交换膜
3.在氯碱工业中需要注意哪些问题？
交流研讨四
二、讲授新课
已知粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质，试讨论如何通过电解的方法将粗铜提纯？阴、阳极上分别发生什么反应？
交流研讨五
2.铜的电解精炼
二、讲授新课
+
纯铜
粗铜
－
粗铜为阳极，纯铜为阴极，
阳极反应：
阴极反应：
CuSO4溶液为电解液进行电解。
Zn －2e-＝Zn2+
Fe－2e-＝Fe2+
Ni －2e-＝Ni2+
Cu－2e-＝Cu2+
Cu2+ +2e-＝Cu
CuSO4溶液
二、讲授新课
试讨论如何通过电解的方法在金属铁上镀铜？阴、阳极上分别发生什么反应？
交流研讨六
电镀：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。
3.电镀
二、讲授新课
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。
+
镀件
镀层金属
－
CuSO4溶液
阳极反应：
阴极反应：
Cu - 2e- = Cu2+
Cu2+ + 2e- = Cu
以金属铁上镀铜为例：
铜为阳极，铁为阴极，硫酸铜溶液作电解液
二、讲授新课
在粗铜精炼过程中，电解液的浓度逐渐减小；
在电镀的过程中，电解液的成分及酸碱性保持不变。
交流研讨七
试分析在粗铜精炼和在金属铁上镀铜的过程中，电解液的成分变化是否相同？
二、讲授新课
交流研讨八
电解饱和NaCl溶液能否得到金属钠？如何能通过电解的方法得到金属钠？
4.电冶金
电解饱和NaCl溶液不能得到金属钠，应用电冶金法。
二、讲授新课
制取金属钠
电解熔融状态的氯化钠。
阳极反应：
2Cl - - 2e- = Cl2↑
阴极反应：
2Na+ + 2e- = 2Na
总反应式：
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2 ↑
电解
结论：电解法是冶炼金属的一种重要方法，是最强有力的促进氧化还原反应的手段。
三、课堂练习
1.下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡。
B．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁。
C．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快。
D．与电源负极相连的是电解槽的阴极。
B
三、课堂练习
2.在50 mL 0.2 mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)，则：
⑴若两极均为铜片，则电解过程中溶液溶质浓度将 ；
⑵若阳极为纯锌，阳极反应是 ；
⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重 阴极上的电极反应式 。
不变
0.32g
Zn －2e－＝Zn2+
Cu2+ +2e－＝Cu
四、课堂小结
一、电解规律
1.氯碱工业
2.铜的电解精炼
3.电镀
4.电冶金（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）
二、电解原理的应用
再 见