《電解原理》PPT課件.ppt

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1、電 解 原 理 原電復(fù)習(xí)： 什么是原電池？ 電極的確定？ 組成原電池的條件？ 按物理學(xué)的要求畫出該實驗的電路圖，并和原 電池進行比較。 (以銅鋅原電池為例 ) 一、演示實驗： 現(xiàn)象： 和電源 負極 相連的碳棒上有一層 Cu覆蓋， 和電源 正極 相連的碳棒上產(chǎn)生一種氣體， 能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍，為 氯氣。 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 叫 電解 池 。 使電流通過電解質(zhì)溶液，而在陰、陽 兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程 叫 電 解 。 二、實驗分析 用有關(guān)方程式表示在 CuCl2溶液中存在粒子 CuCl2(aq) H2O作用 Cu2+ 、 Cl- (無規(guī)則運動 ) 外加電場作用下 離子定向移動 陽

2、 離子 (移向和電 源負極相連的 C 棒 ) 陰 離子移向和電源 正極相連的 C棒 (Cu2+ H+) (Cl- OH-) Cu2+得電子 生成 Cu Cl-失電子生 成 Cl2 【 問 1】 電解池的兩極是怎樣確定的？ 【 問 2】 在電解過程中，電子是如何形成閉合回路 的？ 【 問 7】 電解池與原電池有哪些異同呢？ 【 問 4】 電解氯化銅溶液時，溶液中 Cu2 和 Cl 放 電基本完畢后同，電解過程是否也就停止了呢？ 【 問 5】 在電解氯化銅溶液的裝置中，若把電解質(zhì)換 成氯化鈉，其結(jié)果又如何呢？寫出電極反應(yīng)。 二、實驗分析 【 問 3】 寫出兩極發(fā)生的反應(yīng)方程式和總方程式？為什 么

3、Cu2+、 Cl-放電，而不是 H+和 OH-？ 【 問 6】 電解與電離有哪些異同呢？ 陽 極 發(fā)生 氧化 反應(yīng) 與電源 正 極相連 陰 極 發(fā)生 還原 反應(yīng) 與電源 負 極相連 電解時所使用的電極分為兩類： 一類 為惰性電極，只起導(dǎo)體作用（如鉑、 石墨等），并不參加反應(yīng)。 另一類 為活性電極（除鉑、金以及在電解 時很容易鈍化的鉛、鉻外的金屬），若活性 電極為陰極也只起導(dǎo)體的作用；若為陽極， 則發(fā)生氧化反應(yīng)的往往是電極本身。 電子的流向： 電源負極 電解池陰極 電解質(zhì)溶液 電 解池陽極 電源正極 動畫 電流的流向與電子的流向相反。 CuCl2 = Cu + Cl2 通電 總反 應(yīng)： 陰極：

4、Cu2+ + 2e = Cu 陽極： 2Cl - 2e = Cl2 離子的放電順 序： 陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程 叫放電。放電的順序取決于離子的本性，也與 離子濃度和電極材料有關(guān)。 離子的放電順 序： （ 1）在惰性電極的陰極上，陽離子放電順序： Au3+、 Ag+、 Hg2+、 Cu2+、 H+、 Fe2+、 Zn2+、 Al3+、 Mg2+ 放電由易到難 （ 2）在惰性電極的陽極上，陰離子放電順序： S2、 I、 Br、 Cl、 OH、 NO3、 SO42、 F 放電由易到難 溶液中 Cu2+和 Cl放電完畢后，原溶液變?yōu)?純水，此時，在純水中存在 H+和 OH，所以： 陽極：

5、 4OH - 4e =2H2O + O2 陰極： 4H+ + 4e = 2H2 總反應(yīng)： 2H2O = 2H2 + O2 （ 1）溶液中所含陽離子： H+、 Na+， 放電順序： H+ Na+ 陰 極： 2H+ + 2e = H2 （ 2）溶液中所含陰離子： OH、 Cl， 放電順序： Cl OH 陽 極： 2Cl - 2e = Cl2 總反應(yīng)： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2 + Cl2 電 離 電 解 條 件 過 程 特 點 聯(lián) 系 通電 電解質(zhì)溶于水或 受熱融化狀態(tài) 電解質(zhì)電離后 ， 再通直流電 電解質(zhì)電離成為自 由移動的離子例： CuCl2=Cu2+2Cl- 陰陽離

6、子定向移動， 在兩極上失得電子 成為原子或分子。 如： CuCl2=Cu+Cl2 只產(chǎn)生自由移動 的離子 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 生成了新物質(zhì) 電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上 復(fù)習(xí) 比較項目 電解池 原電池 能量轉(zhuǎn)換 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 反應(yīng)能否自發(fā) 不自發(fā) 自發(fā) 電 極 反 應(yīng) 陽極， 氧化反應(yīng) 失去電子 接電源正極 作為負極 ， 對負載送出電子 陰極， 還原反應(yīng) 獲得電子 接電源負極 作為正極，接受由負載流回 的電子 電池內(nèi)離子 的遷移方向 陰離子向陽極遷移 陽離子向陰極遷移 陰離子向負極 （ 陽極 ） 遷移 陽離子向正極 （ 陰極 ） 遷移 復(fù)習(xí) 第二課時 復(fù)習(xí)： 【 2】 電解池

7、與原電池有哪些異同呢？ 【 1】 電解與電離有哪些異同呢？ 【 3】 寫出電解 CuCl2溶液的電極反應(yīng)和總反應(yīng)。 三、用惰性電極電解時 產(chǎn)物的判斷 及 相關(guān)問題的分析 例 1、 用石墨棒電解 NaOH溶液 OH- H+得電子生成 H2 NaOH= Na+ + OH- H2O H+ + OH- Na+ H+ 陰極 陽極 OH-失電子生成 O2 陽極： 4OH - 4e =2H2O + O2 陰極： 4H+ + 4e = 2H2 4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH- 問： 電解一段時間后，溶液的 PH如何變化？如何 使 溶液復(fù)原？ 電解 總反應(yīng)： 2H 2O = 2H2 + O2 練習(xí)

8、： 分析電解 Na2SO4 溶液的本質(zhì)，書寫電解反應(yīng)方程 式， 陽 極區(qū)和 陰 極區(qū)的 PH是如何變化？ 怎個溶液的 PH如何變化？如何復(fù)原？ 陽極： 4OH - 4e =2H2O + O2 陰極： 4H+ + 4e = 2H2 總反應(yīng)： 2H2O = 2H2 + O2 (4H2O + 4e- = 2H2 + 4OH- ) (4H2O - 4e- = O2 + 4H+ + 2H2O) PH PH 加水可復(fù)原 判斷 下列物質(zhì)中哪些物質(zhì)的電解，實質(zhì)是電解水？ NaCl HCl H2SO4 CuSO4 KOH NaNO3 總結(jié)： 活潑的金屬含氧酸鹽 、含氧酸、 強堿溶液的電 解實質(zhì)是電解水。 練習(xí)：

9、 書寫電解下列溶液的電極反應(yīng)和總反應(yīng)。 HCl CuSO4 NaCl 2.關(guān)于 兩電解池串聯(lián) CuCl2 H2SO4 標出各電極 判斷各電極的產(chǎn)物 當(dāng)產(chǎn)生 64g銅時，有多少 克？ 第三課時 四、活性電極電解時電極反應(yīng)的書寫 活性電極： 除鉑、金、石墨以外的電極。 若活性電極為陰極也只起導(dǎo)體的作用 若為陽極，則發(fā)生氧化反應(yīng)的往往是電極本 身。 例： 陽極： 陰極： Cu -2e- = Cu2+ 練： AgNO3 4H2O+4e-= H2O + O2+ H+ 陽極： 陰極： NaCl C Ag - e- = Ag+ Ag+ + e- = Ag 五、電解的應(yīng)用 1. 精煉銅 一般火法冶煉得到的粗銅

10、中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導(dǎo)電性遠不能滿足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會 大大降低電線的導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。 粗銅 含雜質(zhì) (Zn Fe Ni Ag Au 等 ) 請設(shè)計一裝置圖， 標明電極材料，電解質(zhì)溶液 純銅 粗銅 陽 極： Zn-2e- = Zn2+ Fe 2e- = Fe2+ Ni-2e- = Ni2+ Cu-2e- = Cu2+ Zn Fe Ni Cu Ag Au 陰極 : Cu2+ + 2e- = Cu 陽極泥 問：電解完后， CuSO4溶液的濃度有何變化？ 略 CuSO4溶 液 五、電解的應(yīng)用 2. 電鍍 電鍍是利用電解原理在

11、某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。電鍍可以使金屬更加美觀耐 用，增強防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最 常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。 電鍍： 電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍 上一薄層其他金屬或合金的過程 ， 以 Fe 制品鍍 Zn為例： Fe -被鍍件 Zn-鍍層金屬 陰 極 陽 極 電鍍液： ZnSO4 溶液 Zn 2e- = Zn2+ Zn2+ + 2e- = Zn (鍍層金屬陽離子的溶液 ) 鍍件 ZnSO4 Zn 實驗 電鍍前后 ZnSO4 溶液

12、的濃度是否變化？ 設(shè)計一銅件上鍍銀的電鍍池 ZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQ fNbK8H5D2A +x*u$qZnW kShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlT iQeNbK8G5D 2A-x*t$qZnV kShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E 3B+y(u%r#oWlTiQe NbJ8G 5D1A-x*t$qYnV kSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRf OcK9H 6E2B+y(u%rZ oWlThQeNbJ 8G4D1A-w

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