电能转变为化学能[下学期]
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课件18张PPT。 第四章
电解原理及其应用学习目标:1.理解电解原理
2.了解铜的电解精炼
3.了解铜的电镀
4.了解氯碱工业复习回顾:1.什么是原电池?
2.构成原电池的条件?
3.原电池的两电极是什么? 4.如何判断两电极?
5.原电池的电极方程式如何书写?
总方程式?例 1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源.它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作.请写出两极的电极方程式.例2、电子表所用钮扣电池的两电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH溶液,钮扣电池工作时的总反应为: Z n +Ag2o=2Ag+ZnO.请写出该电池两极的电极方程式.
观察演示实验回答下列问题:1.通电前溶液中离子如何运动?
2.溶液为什么可以导电?
3.电极本身应满足什么要求?
4.是否所有溶液都可以导电?
5.通电后溶液中离子如何运动?
6.两电极与外电源哪一极相连?
7.电键闭合后各离子在哪一极反应?
8.各发生什么反应?(氧化还是还原)
9.电子、电流的流向如何?
10.离子反应有没有顺序?
11. 电极方程式如何写?一、电解原理1.电解定义: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:借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把
电能转化为化学能的装置.4.电解池的两电极:两电极 阳极:与直流电源的正极相连的电
极.失去电子,发生氧化反应.3.电解池形成条件:
(1)电源 (2)电极 (3)电解质阴极:与直流电源的负极相连的电极,得到电子,发
生还原反应.(2)电极的分类:a 惰性电极:惰性电极本身不参与电极上的氧化
还原反应,只起导电作用.Pt、Au、石墨等.
b 活泼电极:做阳极时,电极材料本身首先失去电
子而发生氧化反应,它做阴极时,则只起导电作用.5.电解电极方程式与总方程式的书写注意:一般阳离子在阴极上反应,阴离子在阳极上
反应.因此写电极方程式一定要清楚溶液中有哪
些阴阳离子.并清楚离子的放电顺序,而且应注意
阳极电极材料.阳离子的放电顺序:
K+阴离子的放电顺序:
F-<含氧酸根离子(2)、电解硝酸银溶液、硫酸铜溶液.
(3)、电解氯化钠溶液、硫化钾溶液.
(4)、电解氢氧化钠溶液、硫酸溶液.总的方程式的书写则要清楚离子从何种物质中来.例 写出下列用惰性电极电解电解质溶液的电极
方程式和总方程式及判断电解后溶液浓度、PH
值的变化:归纳:
(1)、电解电解质本身:无氧酸溶液、不活泼金
属的无氧酸盐.
(2)、电解水:含氧酸、强碱溶液、活泼金属的
含氧酸盐.
(3)、既电解电解质本身又电解水:不活泼金属
的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐.6.电解如何使溶液恢复到原来的状态?
一句话:出啥加啥.例:电解硫酸铜溶液,则应加氧化铜.练习
A）AgNO3 B）NaCl C）Al2(SO4)3
D）CuSO4 E）ZnCl2 F）CuBr2
G）ZnSO47.有关电解的计算
通过整个电路的电量是相等的
例1、在下列两个电
解池中，I、II两极
都是石墨电极。将电
源接通，通电16分5秒，电流强度为5安培，Pt电极质量增加5.40g。试回答下列问题：
（1）在I、II极上析出质量各为多少g？
（2）Ag电极溶解多少g？根据该池给出的实验数据，计算阿伏加德罗常数是多少？ 有关电解的计算:例题2如图2-17，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，
B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微
孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，
K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一
滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体
产生。
（1）外电源的正、负极分别是R为____，
S为_____。
（2）A附近溶液的现象是_______，B附
近发生的电极反应式为_____。
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动____。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，
切断外电源并接通开关K，经过一段时
间，C、D中气体逐渐减少，主要因为_
_，有关的反应式为_____。
根据图分析回答：
（1）C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端
的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定R为负极
而S端是正极。
（2）A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳
极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e=H2。
因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增
大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：
4OH--4e=2H2O+O2。
(4)氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应，（类似
燃烧电池），消耗了氢气和氧气。
（-）2H2+4OH--4e=4H2O
（+）O2+2H2O+4e=4OH- (3)因为B端是阳极,所以MnO4-离子向B端移动而显示紫色.例3、用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通
电一段时间后，两极各出现气体2.24L（标准状况），求
原来溶液中CuSO4的浓度。解答：
阳极产生的氧气为2.24L，阴极产生的氢气为2.24L。
由CuSO4电解时放出的氧气为0.05mol，计算是：
2Cu2+～O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c（Cu2+）=0.1/0.1=1（mol/L）二、金属的精制（1）粗银做阳极
精银做阴极
（2）阳极：比银（包括银）活泼的金属失e，如：Ag-e= Ag+ Zn-2e=Zn2+
阴极：比银（包括银）不活泼的金属得e
Ag++e=Ag
（3）阳极上比银（包括银）不活泼的金属成为杂质，沉淀于阳极底部，成为阳极泥，电解质溶液中的AgNO3浓度降低。三、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。[演示]在铁片表面镀锌的实验
阳极： Zn -2e= Zn2+
阴极：Zn2++2e=Zn
阳极的锌（镀层金属）不断减少，阴极的锌（镀件）不断增加，减少的锌和增加的锌量相等。电解质溶液中的ZnCl2含量保持不变。需注意的几个问题：（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属制品。
电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。
（2）阴极：必须可以导电，且表面洁净、光滑.
（3）为了使镀层均匀、美观，电镀液中镀层离子
的浓度时刻保持稳定.
（4） 实质：阳极参加反应的电解.四、金属腐蚀的快慢金属腐蚀的快慢程度：
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电
池的正极>电解池的阳极
五、氯碱工业1、电解饱和食盐水反应原理:2、离子交换膜法制烧碱注意:粗制食盐水的精制过程.
电解原理及其应用学习目标:1.理解电解原理
2.了解铜的电解精炼
3.了解铜的电镀
4.了解氯碱工业复习回顾:1.什么是原电池?
2.构成原电池的条件?
3.原电池的两电极是什么? 4.如何判断两电极?
5.原电池的电极方程式如何书写?
总方程式?例 1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源.它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作.请写出两极的电极方程式.例2、电子表所用钮扣电池的两电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH溶液,钮扣电池工作时的总反应为: Z n +Ag2o=2Ag+ZnO.请写出该电池两极的电极方程式.
观察演示实验回答下列问题:1.通电前溶液中离子如何运动?
2.溶液为什么可以导电?
3.电极本身应满足什么要求?
4.是否所有溶液都可以导电?
5.通电后溶液中离子如何运动?
6.两电极与外电源哪一极相连?
7.电键闭合后各离子在哪一极反应?
8.各发生什么反应?(氧化还是还原)
9.电子、电流的流向如何?
10.离子反应有没有顺序?
11. 电极方程式如何写?一、电解原理1.电解定义: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:借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把
电能转化为化学能的装置.4.电解池的两电极:两电极 阳极:与直流电源的正极相连的电
极.失去电子,发生氧化反应.3.电解池形成条件:
(1)电源 (2)电极 (3)电解质阴极:与直流电源的负极相连的电极,得到电子,发
生还原反应.(2)电极的分类:a 惰性电极:惰性电极本身不参与电极上的氧化
还原反应,只起导电作用.Pt、Au、石墨等.
b 活泼电极:做阳极时,电极材料本身首先失去电
子而发生氧化反应,它做阴极时,则只起导电作用.5.电解电极方程式与总方程式的书写注意:一般阳离子在阴极上反应,阴离子在阳极上
反应.因此写电极方程式一定要清楚溶液中有哪
些阴阳离子.并清楚离子的放电顺序,而且应注意
阳极电极材料.阳离子的放电顺序:
K+
F-<含氧酸根离子
(3)、电解氯化钠溶液、硫化钾溶液.
(4)、电解氢氧化钠溶液、硫酸溶液.总的方程式的书写则要清楚离子从何种物质中来.例 写出下列用惰性电极电解电解质溶液的电极
方程式和总方程式及判断电解后溶液浓度、PH
值的变化:归纳:
(1)、电解电解质本身:无氧酸溶液、不活泼金
属的无氧酸盐.
(2)、电解水:含氧酸、强碱溶液、活泼金属的
含氧酸盐.
(3)、既电解电解质本身又电解水:不活泼金属
的含氧酸盐、活泼金属的无氧酸盐.6.电解如何使溶液恢复到原来的状态?
一句话:出啥加啥.例:电解硫酸铜溶液,则应加氧化铜.练习
A）AgNO3 B）NaCl C）Al2(SO4)3
D）CuSO4 E）ZnCl2 F）CuBr2
G）ZnSO47.有关电解的计算
通过整个电路的电量是相等的
例1、在下列两个电
解池中，I、II两极
都是石墨电极。将电
源接通，通电16分5秒，电流强度为5安培，Pt电极质量增加5.40g。试回答下列问题：
（1）在I、II极上析出质量各为多少g？
（2）Ag电极溶解多少g？根据该池给出的实验数据，计算阿伏加德罗常数是多少？ 有关电解的计算:例题2如图2-17，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，
B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微
孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，
K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一
滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体
产生。
（1）外电源的正、负极分别是R为____，
S为_____。
（2）A附近溶液的现象是_______，B附
近发生的电极反应式为_____。
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动____。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，
切断外电源并接通开关K，经过一段时
间，C、D中气体逐渐减少，主要因为_
_，有关的反应式为_____。
根据图分析回答：
（1）C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端
的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定R为负极
而S端是正极。
（2）A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳
极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e=H2。
因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增
大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：
4OH--4e=2H2O+O2。
(4)氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应，（类似
燃烧电池），消耗了氢气和氧气。
（-）2H2+4OH--4e=4H2O
（+）O2+2H2O+4e=4OH- (3)因为B端是阳极,所以MnO4-离子向B端移动而显示紫色.例3、用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通
电一段时间后，两极各出现气体2.24L（标准状况），求
原来溶液中CuSO4的浓度。解答：
阳极产生的氧气为2.24L，阴极产生的氢气为2.24L。
由CuSO4电解时放出的氧气为0.05mol，计算是：
2Cu2+～O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c（Cu2+）=0.1/0.1=1（mol/L）二、金属的精制（1）粗银做阳极
精银做阴极
（2）阳极：比银（包括银）活泼的金属失e，如：Ag-e= Ag+ Zn-2e=Zn2+
阴极：比银（包括银）不活泼的金属得e
Ag++e=Ag
（3）阳极上比银（包括银）不活泼的金属成为杂质，沉淀于阳极底部，成为阳极泥，电解质溶液中的AgNO3浓度降低。三、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。[演示]在铁片表面镀锌的实验
阳极： Zn -2e= Zn2+
阴极：Zn2++2e=Zn
阳极的锌（镀层金属）不断减少，阴极的锌（镀件）不断增加，减少的锌和增加的锌量相等。电解质溶液中的ZnCl2含量保持不变。需注意的几个问题：（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属制品。
电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。
（2）阴极：必须可以导电，且表面洁净、光滑.
（3）为了使镀层均匀、美观，电镀液中镀层离子
的浓度时刻保持稳定.
（4） 实质：阳极参加反应的电解.四、金属腐蚀的快慢金属腐蚀的快慢程度：
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电
池的正极>电解池的阳极
五、氯碱工业1、电解饱和食盐水反应原理:2、离子交换膜法制烧碱注意:粗制食盐水的精制过程.