人教版高中化学选修四第四章第三节电解池课件（共30张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修四第四章第三节电解池课件（共30张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-03 18:26:24 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第四章 电化学基础
第3节 电解池
CuCl2溶液
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
CuCl2溶液
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。
复习提问
观察实验:
(1)将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型管，浸一会儿取出；
碳棒表面无明显变化
(2)用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段时间；
碳棒表面仍无明显变化
(3)浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，过一段时间。
与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红色物质
与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡
实验后的思考:
(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？
(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？
电解氯化铜溶液的微观反应过程
Cu2+、Cl—
无规则运动
Cu2+、Cl—
定向运动
Cu2+、Cl—
发生电子得失
阴阳两极上
生成Cu、Cl2
一、电解原理
电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。
电解池构成条件：
1.直流电源
2.两个电极(常用惰性电极：Pt、Au或石墨)
3.电解质溶液或熔融态电解质
4.闭合回路
阳极：接电源正极
阴极：接电源负极
电源负极
↓
电解池阴极
↓
溶液中的阳离子在阴极获得电子
同时溶液中的阴离子向阳极移动
↓
在阳极表面失去电子
↓
电子沿阳极回到电源正极
在电解过程中是如何形成闭合回路的？
+ -
阳 阴
电解必须建立在电离的基础上
发生氧化还原反应生成了新物质
只产生自由移动的离子
电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2++2Cl-
电解质电离后再通直流电
电解质溶于水或受热融化状态
电离与电解的比较
电解池与原电池有哪些异同
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①活泼性不同的两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
形成条件
将电能
转变成化学能的装置
将化学能
转变成电能的装置
定义
装置
实例
电解池
原电池
装置
电解池与原电池有哪些异同(续)
电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极
电子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）
电极
名称
电解池
原电池
装置
惰性电极——石墨(C)、金(Au)、铂(Pt)
1.阳极-- 阴离子放电的顺序：
S2->I->Br->Cl->OH->非还原性含氧酸根离子>F-
2. 阴极--阳离子的放电顺序：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子
电极“放电”顺序
活性电极——
1. 阳极---阴离子放电的顺序：
活性电极本身>S2->I->Br->Cl->OH->非还原性含氧酸根离子>F-
2. 阴极---阳离子的放电顺序：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子
电极“放电”顺序
用惰性电极电解下列物质的溶液，
填表并写出电极反应
H+ OH- SO42-
H+ OH- Cl-
Na+ H+ OH-
Na+ Cl- H+ OH-
K+ SO42- H+ OH-
Cu2+ Cl- H+ OH-
Cu2+ SO42- H+ OH-
H2
O2
H2
Cl2
H2
O2
H2
Cl2
H2
O2
Cu
Cl2
Cu
O2
减小
增大
增大
增大
不变
增大
减小
电解质 溶液中离子 阴极
产物 阳极
产物 电解过程溶液PH值
H2SO4
HCl
NaOH
NaCl
K2SO4
CuCl2
CuSO4
含氧酸
H2SO4
可溶性强碱
NaOH
氢前金属含氧酸盐
Na2SO4
无氧酸
HCl
阳极：4OH-- 4e-= O2 ↑+ 2H2O
阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H+ + 2e- = H2↑
氢后金属无氧酸盐
CuCl2
阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
氢前金属无氧酸盐
NaCl
阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H+ + 2e- = H2↑
氢后金属含氧酸盐
CuSO4
阳极: 2Cu2++ 4e- = 2Cu
阴极： 4OH-- 4e- = O2↑+2H2O
惰性电极电解规律小结
相当于
电解水
相当于
电解溶
质本身
溶质和
溶剂同
时电解
电解
类型 举 例 电极反应式
物质类别 实例
第二课时
二、电解原理的应用——1.氯碱工业
阳极（石墨）：
2Cl—－2e—=Cl2↑
【氧化反应】
阴极（石墨）：
2H++2e—=H2↑
【还原反应】
电解饱和食盐水反应原理
电解饱和食盐水实验
以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，推测有何实验现象。
电解饱和食盐水实验
观察到的现象：
阳极：
阴极：
放出有刺激性气味的气体，湿润的KI淀粉试纸变蓝
放出无色、无味气体，附近溶液变红
2Cl—－2e—=Cl2↑
2H++2e—=H2↑
电解饱和食盐水
以氯碱工业为基础的化工生产
二、电解原理的应用——2.电镀
利用电解的原理在金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。
（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。
［电镀过程中电镀液的浓度保持不变］
（2）实质：阳极参加反应的电解
（3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑.
二、电解原理的应用——3.电解精炼铜
电解精炼铜原理：
①粗铜的溶解与纯铜的生成：
阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+
阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu
②比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；
③比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；
④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。
二、电解原理的应用——4.电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。
1、钠的冶炼
——电解熔融的NaCl
阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极：2Na++2e-=2Na
总反应：
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
2、铝的冶炼
——电解熔融的
阳极：
阴极：
总反应：
原电池、电解池、电镀池的比较
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极
②电镀液必须含有镀层金属的离子
形成条件
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他金属的装置
定义
装置
实例
电解池
电镀池
装置
原电池、电解池、电镀池的比较(续)
电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极
电子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：氧化反应，金属电极失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
名称同电解池，但有限制
阳极：必须是镀层金属
阴极：镀件
电极
名称
电解池
电镀池
装置
同电解池
练习
1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液)：
H2SO4 HCl NaOH
K2SO4 CuCl2 CuSO4
NaCl KMnO4
2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时，阴极析出的物质是_____；阳极产物是_____。
3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，阳极的产物是____；阴极的产物是____。
练习
4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。
石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁
CuSO4溶液
CuSO4溶液
CuSO4溶液
(A) (B) (C)
练习
5、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。
【1】电解池的两极是怎样确定的？
【2】在电解过程中是如何形成闭合回路的？
【3】电解质溶液的导电与电离有什么关系？
【4】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？
【5】电解池与原电池有哪些异同呢？
【6】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2＋和Cl－放电基本完毕后，溶液的导电是否也就停止了呢？
【7】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？
【8】电极若不是石墨，而是锌、铜等金属，结果又如何呢？
【9】电解NaCl溶液得不到金属Na，那么如何才能得到金属Na？
总结：
第四章 电化学基础
第3节 电解池
CuCl2溶液
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
CuCl2溶液
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。
复习提问
观察实验:
(1)将两根碳棒分别浸入盛有CuCl2溶液U型管，浸一会儿取出；
碳棒表面无明显变化
(2)用导线连接两根碳棒后再浸入CuCl2溶液一段时间；
碳棒表面仍无明显变化
(3)浸入CuCl2溶液的两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，过一段时间。
与电源负极相连的碳棒覆盖有一层紫红色物质
与电源正极相连的碳棒表面出现小气泡
实验后的思考:
(1)通电前，氯化铜溶液里主要存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
(2)通电后，这些离子的运动情况有什么改变？
(3)当离子定向运动到电极表面上时，发生了什么变化？
电解氯化铜溶液的微观反应过程
Cu2+、Cl—
无规则运动
Cu2+、Cl—
定向运动
Cu2+、Cl—
发生电子得失
阴阳两极上
生成Cu、Cl2
一、电解原理
电解：电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
电解池：把电能转化为化学能的装置叫做电解池(电解槽)。
电解池构成条件：
1.直流电源
2.两个电极(常用惰性电极：Pt、Au或石墨)
3.电解质溶液或熔融态电解质
4.闭合回路
阳极：接电源正极
阴极：接电源负极
电源负极
↓
电解池阴极
↓
溶液中的阳离子在阴极获得电子
同时溶液中的阴离子向阳极移动
↓
在阳极表面失去电子
↓
电子沿阳极回到电源正极
在电解过程中是如何形成闭合回路的？
+ -
阳 阴
电解必须建立在电离的基础上
发生氧化还原反应生成了新物质
只产生自由移动的离子
电解质电离成为自由移动的离子CuCl2=Cu2++2Cl-
电解质电离后再通直流电
电解质溶于水或受热融化状态
电离与电解的比较
电解池与原电池有哪些异同
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①活泼性不同的两电极
②电解质溶液
③形成闭合回路
形成条件
将电能
转变成化学能的装置
将化学能
转变成电能的装置
定义
装置
实例
电解池
原电池
装置
电解池与原电池有哪些异同(续)
电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极
电子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
负极：氧化反应，金属失电子
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
负极：较活泼金属
正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）
电极
名称
电解池
原电池
装置
惰性电极——石墨(C)、金(Au)、铂(Pt)
1.阳极-- 阴离子放电的顺序：
S2->I->Br->Cl->OH->非还原性含氧酸根离子>F-
2. 阴极--阳离子的放电顺序：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子
电极“放电”顺序
活性电极——
1. 阳极---阴离子放电的顺序：
活性电极本身>S2->I->Br->Cl->OH->非还原性含氧酸根离子>F-
2. 阴极---阳离子的放电顺序：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子
电极“放电”顺序
用惰性电极电解下列物质的溶液，
填表并写出电极反应
H+ OH- SO42-
H+ OH- Cl-
Na+ H+ OH-
Na+ Cl- H+ OH-
K+ SO42- H+ OH-
Cu2+ Cl- H+ OH-
Cu2+ SO42- H+ OH-
H2
O2
H2
Cl2
H2
O2
H2
Cl2
H2
O2
Cu
Cl2
Cu
O2
减小
增大
增大
增大
不变
增大
减小
电解质 溶液中离子 阴极
产物 阳极
产物 电解过程溶液PH值
H2SO4
HCl
NaOH
NaCl
K2SO4
CuCl2
CuSO4
含氧酸
H2SO4
可溶性强碱
NaOH
氢前金属含氧酸盐
Na2SO4
无氧酸
HCl
阳极：4OH-- 4e-= O2 ↑+ 2H2O
阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H+ + 2e- = H2↑
氢后金属无氧酸盐
CuCl2
阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
氢前金属无氧酸盐
NaCl
阳极： 2Cl- - 2e- = Cl2↑
阴极：2H+ + 2e- = H2↑
氢后金属含氧酸盐
CuSO4
阳极: 2Cu2++ 4e- = 2Cu
阴极： 4OH-- 4e- = O2↑+2H2O
惰性电极电解规律小结
相当于
电解水
相当于
电解溶
质本身
溶质和
溶剂同
时电解
电解
类型 举 例 电极反应式
物质类别 实例
第二课时
二、电解原理的应用——1.氯碱工业
阳极（石墨）：
2Cl—－2e—=Cl2↑
【氧化反应】
阴极（石墨）：
2H++2e—=H2↑
【还原反应】
电解饱和食盐水反应原理
电解饱和食盐水实验
以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水，并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物，推测有何实验现象。
电解饱和食盐水实验
观察到的现象：
阳极：
阴极：
放出有刺激性气味的气体，湿润的KI淀粉试纸变蓝
放出无色、无味气体，附近溶液变红
2Cl—－2e—=Cl2↑
2H++2e—=H2↑
电解饱和食盐水
以氯碱工业为基础的化工生产
二、电解原理的应用——2.电镀
利用电解的原理在金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。
（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。
［电镀过程中电镀液的浓度保持不变］
（2）实质：阳极参加反应的电解
（3）阴极必须可以导电，且表面洁净、光滑.
二、电解原理的应用——3.电解精炼铜
电解精炼铜原理：
①粗铜的溶解与纯铜的生成：
阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+
阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu
②比铜活泼的金属：Zn、Fe、Ni只溶解，不析出；
③比铜不活泼的金属：Au、Pt不溶解，而以单质沉积形成阳极泥；
④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。
二、电解原理的应用——4.电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。
1、钠的冶炼
——电解熔融的NaCl
阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑
阴极：2Na++2e-=2Na
总反应：
2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
2、铝的冶炼
——电解熔融的
阳极：
阴极：
总反应：
原电池、电解池、电镀池的比较
①两电极接直流电源
②电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极
②电镀液必须含有镀层金属的离子
形成条件
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他金属的装置
定义
装置
实例
电解池
电镀池
装置
原电池、电解池、电镀池的比较(续)
电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极
电子
流向
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：氧化反应，金属电极失电子
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子
电极
反应
阳极：与电源正极相连
阴极：与电源负极相连
名称同电解池，但有限制
阳极：必须是镀层金属
阴极：镀件
电极
名称
电解池
电镀池
装置
同电解池
练习
1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写(惰性电极，溶液)：
H2SO4 HCl NaOH
K2SO4 CuCl2 CuSO4
NaCl KMnO4
2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时，阴极析出的物质是_____；阳极产物是_____。
3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时，阳极的产物是____；阴极的产物是____。
练习
4、试写出下列装置中所发生的电极反应方程式。
石墨 石墨 粗铜 纯铜 纯铜 铁
CuSO4溶液
CuSO4溶液
CuSO4溶液
(A) (B) (C)
练习
5、如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。
【1】电解池的两极是怎样确定的？
【2】在电解过程中是如何形成闭合回路的？
【3】电解质溶液的导电与电离有什么关系？
【4】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？
【5】电解池与原电池有哪些异同呢？
【6】电解氯化铜溶液时，溶液中Cu2＋和Cl－放电基本完毕后，溶液的导电是否也就停止了呢？
【7】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氯化钠，其结果又如何呢？
【8】电极若不是石墨，而是锌、铜等金属，结果又如何呢？
【9】电解NaCl溶液得不到金属Na，那么如何才能得到金属Na？
总结：