《化學(xué)反應(yīng)原理》電解原理全部課件(共4課時(shí))

1、新課標(biāo)人教版選修四新課標(biāo)人教版選修四第三節(jié)電解池（四課時(shí)）第三節(jié)電解池（四課時(shí)）已知：已知：1molNa在氯氣中燃燒放出在氯氣中燃燒放出411kJ的熱量，試寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。的熱量，試寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。聯(lián)想聯(lián)想*質(zhì)質(zhì)疑疑 金屬鈉是在金屬鈉是在1807年通過(guò)電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)年通過(guò)電解氫氧化鈉制得的，這個(gè)原理應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，約在用于工業(yè)生產(chǎn)，約在1891年才獲得成功。年才獲得成功。1921年電解氯化鈉年電解氯化鈉制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要制鈉的工業(yè)方法實(shí)現(xiàn)了。由于金屬鈉在現(xiàn)代技術(shù)上得到重要應(yīng)用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多應(yīng)

2、用，它的產(chǎn)量顯著地增加。目前，世界上鈉的工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。數(shù)是用電解氯化鈉的方法，少數(shù)仍沿用電解氫氧化鈉的方法。電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要方法一、電解原理一、電解原理（以電解氯化鈉為例）（以電解氯化鈉為例）實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉用惰性（石墨）電極電解熔融的氯化鈉現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡，有陽(yáng)極：有氣泡，有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰極：有金屬鈉析出陰極：有金屬鈉析出陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣鈉鈉熔融熔融NaCl

3、 實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析熔融電解質(zhì)中的離子情況分析熔融電解質(zhì)中的離子情況 陽(yáng)離子陽(yáng)離子：Na+ 陰離子陰離子：Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱(chēng)：）確定電極名稱(chēng)： 陽(yáng)極陽(yáng)極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） 與電極材料無(wú)關(guān)與電極材料無(wú)關(guān) （2）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng): 陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電 陽(yáng)極陽(yáng)極：2Cl-Cl2 + 2e- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陰極陰極：2Na+ +2e-2Na 還原反應(yīng)還原反應(yīng)

4、總式：總式： 2NaCl 2Na+Cl2 通電電解電解: : 使使電流電流通過(guò)通過(guò)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液而在而在陰陽(yáng)陰陽(yáng)兩極兩極引起引起氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。的過(guò)程。電解池電解池: : 借助借助氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)，把，把電能電能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為化學(xué)能化學(xué)能的裝置的裝置. .電子的流向電子的流向: : 電子從外加電源的負(fù)極流出，流電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。到電解池的陰極，再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶（注：電子只在外電路定向移動(dòng)，不能從溶液中移動(dòng)）液中移動(dòng)）離子定向移動(dòng)的方向離子定向移動(dòng)的方向: : 陽(yáng)離子陽(yáng)離子向向

5、 陰極陰極移動(dòng)移動(dòng), , 陰離子陰離子向向 陽(yáng)極陽(yáng)極移動(dòng)移動(dòng). .惰性電極與活性電極：惰性電極與活性電極： 惰性電極惰性電極( (鉑、金、石墨鉑、金、石墨) )：僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)僅僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng) 活性電極（除鉑、金外的金屬）：活性電極（除鉑、金外的金屬）：既可以導(dǎo)電、又可既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)以參與電極反應(yīng)電解過(guò)程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也電解過(guò)程不僅可以在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行，也可以在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行?？梢栽陔娊赓|(zhì)溶液中進(jìn)行。以電解氯化銅為例以電解氯化銅為例實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液用惰性（石墨）電極電解氯化銅溶液現(xiàn)象：現(xiàn)象： 陽(yáng)極：有氣泡，有陽(yáng)極：有氣泡，

6、有刺激性氣味，并能使刺激性氣味，并能使 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的KI-淀淀 粉試紙粉試紙變藍(lán)（變藍(lán)（Cl2) 陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極：碳棒上有一層紅色的銅析出陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅CuCl2溶液溶液實(shí)驗(yàn)分析：實(shí)驗(yàn)分析：通電前：通電前：分析電解質(zhì)溶液中的離子情況分析電解質(zhì)溶液中的離子情況 陽(yáng)離子陽(yáng)離子：H+、Cu2+ 陰離子陰離子：OH-、Cl- 做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)通電后：通電后：（必須直流電）（必須直流電） （1）確定電極名稱(chēng)：）確定電極名稱(chēng)： 陽(yáng)極陽(yáng)極（接電源正極）（接電源正極） 陰極陰極（接電源負(fù)極）（接電源負(fù)極） 與電極材料無(wú)關(guān)與電極材料無(wú)關(guān) （3）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)

7、）判斷電極產(chǎn)物并書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng): 陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電陽(yáng)離子移向陰極放電，陰離子移向陽(yáng)極放電 陽(yáng)極陽(yáng)極：2Cl-Cl2 + 2e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 陰極陰極：Cu2+2e- Cu 還原反應(yīng)還原反應(yīng)總式：總式：（2）判斷離子的放電順序：）判斷離子的放電順序： 陽(yáng)離子陽(yáng)離子：Cu2+H+ 陰離子陰離子：Cl-OH-（4）分析電解質(zhì)溶液的變化情況：）分析電解質(zhì)溶液的變化情況： 氯化銅溶液濃度降低氯化銅溶液濃度降低 CuCl2 Cu+Cl2 電解離子放電順序：離子放電順序： 活性材料作電極時(shí)：活性材料作電極時(shí)：金屬在陽(yáng)極失電子被氧化金屬在陽(yáng)極失電子被氧化成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在

8、電極上放電。成陽(yáng)離子進(jìn)人溶液，陰離子不容易在電極上放電。 用惰性電極用惰性電極(Pt(Pt、AuAu、石墨、鈦等、石墨、鈦等) )時(shí)：時(shí)：溶液中溶液中陰離子的放電順序（由難到易）是：陰離子的放電順序（由難到易）是： 無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。 陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：陽(yáng)極：陽(yáng)極：陰極陰極: :電解規(guī)律陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極氯氯氣氣銅銅實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuCl2 陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl-2 e- =Cl2陰極：陰極：Cu2+ 2

9、e-=2Cu減小減小減小減小CuCl2CuCl2溶液溶液 CuCl2 Cu+Cl2 電解陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原Na2SO4 陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 陰極陰極: 4H + 4e- 2H2 變大變大不不變變 加加H2ONa2SO4溶液溶液2H2O 2H2 + O2 電解陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氯氯氣氣氫氫氣氣實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng) 濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原NaCl 陽(yáng)極陽(yáng)極: 2Cl- 2e- Cl 2陰極陰極: 2H + 2e- H2 2NaCl+2H2O

10、2NaOH+H2 + Cl2 電解減小減小增增大大 加加HClNaCl溶液溶液實(shí)例實(shí)例電極反應(yīng)電極反應(yīng)濃度濃度PH值值復(fù)原復(fù)原CuSO4陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極氧氧氣氣銅銅陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- 4e- 2H2O+O2 陰極：陰極：Cu2+ 2e- Cu減小減小減小減小 加加CuOCuSO4溶液溶液 2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 + 2H2SO4電解電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié)電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié) 陽(yáng)極：陽(yáng)極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根含氧酸根 F- 與與區(qū)：電解本身型區(qū)：電解本身型 如如CuClCuCl2 2 、HClHCl與與區(qū)：放氫生堿型區(qū)：放氫生堿型 如如NaCl

11、與與區(qū)：放氧生酸型區(qū)：放氧生酸型 如如CuSO4、AgNO3與與區(qū)：電解水型區(qū)：電解水型 如如NaNa2 2SO4、H2 2SO4 、NaOH陰極：陰極：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+（H+）Al3+Mg2+Na+ 電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例電解質(zhì)溶液用惰性電極電解的示例：電解電解類(lèi)型類(lèi)型舉舉 例例電極反應(yīng)電極反應(yīng)溶液溶液PH變化變化溶液復(fù)原方法溶液復(fù)原方法物質(zhì)類(lèi)別物質(zhì)類(lèi)別實(shí)例實(shí)例僅溶劑僅溶劑水電解水電解 僅溶質(zhì)僅溶質(zhì)電解電解 溶質(zhì)和溶質(zhì)和溶劑同溶劑同時(shí)電解時(shí)電解 含氧酸含氧酸H2SO4強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽Na2SO4無(wú)氧酸無(wú)氧酸HCl陽(yáng)極：陽(yáng)極

12、：4OH-4e-O2+2H2O陰極：陰極：4H+ + 4e- 2H2減小減小增大增大不變不變H2O陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl- 2e-Cl2陰極：陰極：2H+2e- H2增大增大HCl不活潑金屬不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的無(wú)氧酸鹽CuCl2陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2陰極：陰極：Cu2+2e- Cu減少減少CuCl2活潑金屬的活潑金屬的無(wú)氧酸鹽無(wú)氧酸鹽NaCl陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2陰極：陰極：2H+2e- H2增大增大HCl不活潑金屬的不活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽CuSO4陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH- 4e- O2+2H2O陰極：陰極：2Cu2+4e- 2Cu減小減小CuO（ A ）（B）（C

13、）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe1.寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)式，并判斷A、B、C溶液溶液PH值的變化。值的變化。鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2.2.如上圖所示，通電后如上圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對(duì)該裝置的有關(guān)，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是敘述正確的是A.PA.P是電源的正極是電源的正極B.FB.F極上發(fā)生的反應(yīng)為：極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH- - - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其余電兩極外，其

14、余電極均參加了反應(yīng)極均參加了反應(yīng)D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變B 3.用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的水溶液，電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的電解一段時(shí)間以后，甲、乙兩池中溶液的pH值均減小，而在值均減小，而在和和兩極，電極產(chǎn)物兩極，電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為12的是的是 甲 乙 A B C D 甲 KOH H2SO4 Na2SO4 CuSO4 乙 CuSO4 AgNO3 HCl HNO3 D4.為下圖所示裝置中，為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，都是惰性電極，通

15、電一段時(shí)間后，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是列說(shuō)法正確的是AX是正極，是正極，Y是負(fù)極是負(fù)極BX是負(fù)極，是負(fù)極，Y是正極是正極CCuSO4溶液的溶液的PH值逐漸減小值逐漸減小DCuSO4溶液的溶液的PH值不變值不變a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 5.用兩支惰性電極插入用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中，溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的通電電解。當(dāng)電解液的PH值從值從6.0變?yōu)樽優(yōu)?.0時(shí)時(shí)(設(shè)電設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略積變化可以忽

16、略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是：，電極上析出銀的質(zhì)量大約是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB二、電解原理的應(yīng)用二、電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水反應(yīng)原理電解飽和食鹽水反應(yīng)原理思考思考:（1）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象）電解池的兩極各產(chǎn)生什么現(xiàn)象?若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)若在兩極附近均滴加酚酞試液，會(huì)有什么現(xiàn)象有什么現(xiàn)象?（2）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成）怎樣初步檢驗(yàn)兩極產(chǎn)物的生成?（3）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象）結(jié)合教材，分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。的原因。 在在U型管里裝入飽和食型管里裝入飽和食鹽水，用一根碳棒作陽(yáng)鹽水，用一根碳棒作陽(yáng)極，一根鐵棒作陰極。極，一

17、根鐵棒作陰極。接通直流電源接通直流電源實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置1.電解食鹽水電解食鹽水現(xiàn)象：現(xiàn)象：陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，陽(yáng)極：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶?rùn)的淀粉使?jié)駶?rùn)的淀粉KI溶液變藍(lán)溶液變藍(lán)陰極：有氣泡產(chǎn)生，陰極：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅滴加酚酞溶液變紅陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl-2e- =Cl2陰極：陰極：2H+2e- =H2總式：總式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(條件條件:通電通電)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置（1）生產(chǎn)設(shè)備名稱(chēng)：離子交換膜電解槽）生產(chǎn)設(shè)備名稱(chēng)：離子交換膜電解槽陰極：碳鋼陰極：碳鋼 陽(yáng)極：鈦陽(yáng)極：鈦陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl、OH離子和氣體不能通過(guò)離

18、子和氣體不能通過(guò))，把電解槽隔成陰，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。極室和陽(yáng)極室。 （2）離子交換膜的作用：）離子交換膜的作用：a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸；b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ，而影響，而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。氫氧化鈉的產(chǎn)量。氯堿工業(yè)氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水淡鹽水NaOH溶液溶液精制飽和精制飽和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）離子交換膜離子交換膜 陽(yáng)陽(yáng) 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽(yáng)陽(yáng)極極室室陰陰極極室室粗鹽的成份：粗鹽的成份：

19、泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜精制食鹽水精制食鹽水雜質(zhì)的除去過(guò)程：雜質(zhì)的除去過(guò)程：粗鹽水粗鹽水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制鹽水鹽水)SO(BaCl242除過(guò)量)(除泥沙及沉淀過(guò)濾)Ba.Ca(CONa2232除過(guò)量)CO(23除適量鹽酸)Mg.Ca(22除陽(yáng)離子交換塔)Fe.Mg(NaOH32除過(guò)量2.2.銅的電解精煉銅的電解精煉一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(zhì)（如鋅、鐵、鎳、銀、金等），這種粗銅的導(dǎo)

20、電性遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)大大降低電線的粗銅的導(dǎo)電性遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足電氣工業(yè)的要求，如果用以制電線，就會(huì)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。導(dǎo)電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。粗銅粗銅 含雜質(zhì)含雜質(zhì)(Zn Fe Ni Ag Au 等等)純銅純銅粗銅粗銅陽(yáng)極：陽(yáng)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(yáng)極泥陽(yáng)極泥問(wèn)：電解完后，問(wèn)：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？溶液的濃度有何變化？CuSO4溶液溶液3. 3. 電電鍍鍍電鍍

21、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(guò)程，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。金的過(guò)程，它是電解原理的又一重要應(yīng)用。電鍍可以使金屬更電鍍可以使金屬更加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐能力加美觀耐用，增強(qiáng)防銹抗腐能力。例如，鋼鐵是人們最常用的。例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵金屬，但鋼鐵有個(gè)致命的缺點(diǎn)，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、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。銅、鉻、鎳等。鐵鐵片片銅銅片片硫酸銅溶液硫酸銅

22、溶液電極：電極： 陽(yáng)極陽(yáng)極鍍層金屬鍍層金屬 或惰性電極或惰性電極 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。 溶液中溶液中CuSO4的濃度保持不變的濃度保持不變或變小或變小陽(yáng)極：陽(yáng)極：6O2-12 e- =3O2 陰極：陰極：4Al3+ + 12e- =4Al4.冶煉鋁冶煉鋁通電通電總式：總式：2Al2O3 4Al+3O2 原理原理:助熔劑：冰晶石（助熔劑：冰晶石（Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉）六氟合鋁酸鈉）陽(yáng)極材料陽(yáng)極材料(碳碳)和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充和熔融氧化鋁需要定期補(bǔ)充思考思考:工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉

23、鋁而工業(yè)上為什么用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁而不用不用AlCl3?冶煉鋁設(shè)備圖冶煉鋁設(shè)備圖陽(yáng)極陽(yáng)極C電解質(zhì)電解質(zhì)煙罩煙罩熔融熔融態(tài)鋁態(tài)鋁鋼殼鋼殼鋼導(dǎo)電棒鋼導(dǎo)電棒陰極陰極C耐火耐火材料材料電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池、電解精煉池、電鍍池的比較電解池電解池電解精煉池電解精煉池電鍍池電鍍池定義定義形成形成條件條件電極電極名稱(chēng)名稱(chēng)電極電極反應(yīng)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。的裝置。應(yīng)用電解原理在某些應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。它金屬的裝置。兩電極接直流電源兩電極接直流電源電極插人電解質(zhì)溶液電極插人電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路鍍層金

24、屬接電源正極鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金電鍍液須含有鍍層金屬的離子屬的離子陽(yáng)極：電源正極相連陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件陰極：鍍件陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)應(yīng)用電解原理將不純應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極純的金屬接電源負(fù)極電解質(zhì)溶液須待提純電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子金屬的離子陽(yáng)極：不純金屬；陽(yáng)極：不純金屬；陰極：純金屬陰

25、極：純金屬陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)1. a 、b哪一極為正極？哪一極為正極？2. 若要給鐵叉鍍鋅，若要給鐵叉鍍鋅， a極選用什么材料？極選用什么材料？ 選擇何種溶液？選擇何種溶液？思考思考:e-金屬性強(qiáng)弱的判斷金屬性強(qiáng)弱的判斷 已知已知M+N2+=M2+N Pt極電解相同濃度極電解相同濃度P和和M的硫酸鹽，陰極先析出的硫酸鹽，陰極先析出M N與與E有導(dǎo)線相連放有導(dǎo)線相連放入入E的硫酸鹽溶液的硫酸鹽溶液,電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：E2+2e-=E，N-2e-=N2+，則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為，則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為 答案：答案：PMNE工業(yè)上采用工業(yè)上采用Fe、C

26、為電極電解為電極電解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.電解時(shí)電解時(shí),應(yīng)以應(yīng)以 作陰極，電解過(guò)程中陰極附近溶液作陰極，電解過(guò)程中陰極附近溶液pH將會(huì)將會(huì) , 2.陽(yáng)極反應(yīng)式為陽(yáng)極反應(yīng)式為 , 3.總電解反應(yīng)式為總電解反應(yīng)式為 . 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:Fe 增大增大 MnO42_e e- - =MnO4 電解計(jì)算電解計(jì)算電子守恒法電子守恒法例一例一 ： 鉑電極電解鉑電極電解1LCu(NO3)2和和KNO3混合混合溶液溶液,通電一段時(shí)間通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體氣體.求電解后溶液的求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物

27、并確定析出銅的物質(zhì)的量質(zhì)的量.解析：陽(yáng)極解析：陽(yáng)極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗消耗4OH- 2mol,即產(chǎn)生即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成陰極生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2轉(zhuǎn)移的電子轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有故還有1mole- 用于還原用于還原Cu2+,可析出銅為可析出銅為0.5mol. O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH計(jì)算計(jì)算關(guān)系式：關(guān)系式：例二

28、例二 ： 用石墨電極電解用石墨電極電解100mL H2SO4與與CuSO4的混合的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣（標(biāo)況）氣體，則原混合液中體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A例三例三 ： 某硝酸鹽晶體化學(xué)式為某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為，式量為242，將，將1.21g該晶體溶于水配成該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性

29、電溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：。求：金屬金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值；值；電解溶液的電解溶液的pH（溶液體積仍為（溶液體積仍為100mL）。）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=11.1.右圖中右圖中x x、y y分別是直分別是直流電源的兩極流電源的兩極, ,通電后發(fā)通電后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)a a極板質(zhì)量增加極板質(zhì)量增加,b

30、,b極板極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出, ,符合這一情況的符合這一情況的A 練練 習(xí)習(xí)2. 根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：不能發(fā)生如下反應(yīng)： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但選擇恰當(dāng)電極材料但選擇恰當(dāng)電極材料 和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四 種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖欠N電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽(yáng)極陽(yáng)極石墨石墨CuCuCu陰極陰極石墨石墨石墨石墨FePt電解液電解液CuSO4溶液溶液Na2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液H2OB

31、3.德國(guó)人哈伯發(fā)明了合成氨技術(shù)德國(guó)人哈伯發(fā)明了合成氨技術(shù)而獲得而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，但年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，但該方法須在高溫高壓催化劑，否該方法須在高溫高壓催化劑，否則難以自發(fā)進(jìn)行。則難以自發(fā)進(jìn)行。2000年希臘化年希臘化學(xué)家斯佳在學(xué)家斯佳在科學(xué)科學(xué)雜志上公布雜志上公布了他的新發(fā)明在常壓下把氫氣與了他的新發(fā)明在常壓下把氫氣與氮?dú)馔ㄈ胍患訜岬降獨(dú)馔ㄈ胍患訜岬?70的電解的電解池（如圖）氫氮在電極上合成氨，池（如圖）氫氮在電極上合成氨，而且轉(zhuǎn)化率高于哈伯法的五倍，而且轉(zhuǎn)化率高于哈伯法的五倍，達(dá)到達(dá)到80%. 該電解池采用了能傳導(dǎo)某種離子（該電解池采用了能傳導(dǎo)某種離子（ H+、 Li+、F-、 O

32、2- ）的）的固體復(fù)合氧化物為電解質(zhì)（簡(jiǎn)稱(chēng)固體復(fù)合氧化物為電解質(zhì)（簡(jiǎn)稱(chēng)SCY），吸附在），吸附在SCY內(nèi)外側(cè)表內(nèi)外側(cè)表面的金屬鈀多孔多晶薄膜為電極。面的金屬鈀多孔多晶薄膜為電極。寫(xiě)出上文中電解池的陰陽(yáng)極反應(yīng)式和電解池總反應(yīng)式。寫(xiě)出上文中電解池的陰陽(yáng)極反應(yīng)式和電解池總反應(yīng)式。固體復(fù)合氧化物固體復(fù)合氧化物答案：答案：陽(yáng)極：陽(yáng)極：3H26H+6e陰極：陰極：N2+6H+6e2NH3通電通電電解反應(yīng)電解反應(yīng) ：N2+3H2 2NH3（2 2）對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是）對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是A. PA. P是電源的正極是電源的正極B. FB. F極上發(fā)生的反應(yīng)為：極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4OH-

33、- - 4e- 4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2C.C.電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，兩極外， 其余電極均參其余電極均參 加了反應(yīng)加了反應(yīng)D.D.通電后，甲池的通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變B 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)1如圖所示：如圖所示：通電后通電后A極上析出極上析出Ag (1) 判斷電源以及甲、判斷電源以及甲、乙、丙三池中的電乙、丙三池中的電極名稱(chēng)，并分別書(shū)極名稱(chēng)，并分別書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式寫(xiě)電極反應(yīng)式4.在如下的裝置中進(jìn)行電解，并已知鐵極的在如下的裝置中進(jìn)行電解，并已知鐵極的質(zhì)量減小質(zhì)

34、量減小11.2克?？?。（1）A是電源的是電源的 極極（2）電解過(guò)程中，電路中通過(guò)）電解過(guò)程中，電路中通過(guò) 摩電子摩電子（3）Ag極的電極反應(yīng)是極的電極反應(yīng)是 ；析出物質(zhì)是；析出物質(zhì)是 克克（4）Cu(a)的電極反應(yīng)是的電極反應(yīng)是 ；（5）Cu(b)的電極反應(yīng)是的電極反應(yīng)是 。5.按照下圖接通線路，反應(yīng)一段時(shí)間后，回答下列問(wèn)題按照下圖接通線路，反應(yīng)一段時(shí)間后，回答下列問(wèn)題（假設(shè)所提供的電能可以保證電解反應(yīng)的順利進(jìn)行）：（假設(shè)所提供的電能可以保證電解反應(yīng)的順利進(jìn)行）：（1）U型管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象型管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象?寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式（2）在）在A b燒杯中發(fā)生什么現(xiàn)象燒

35、杯中發(fā)生什么現(xiàn)象（3）如果小燒杯中有）如果小燒杯中有0.508克碘析出，問(wèn)大燒杯中，負(fù)極克碘析出，問(wèn)大燒杯中，負(fù)極減輕多少克減輕多少克?6.按下圖的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)：按下圖的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)：A極是銅鋅合金，極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通極為純銅，電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通電一段時(shí)間后，若電一段時(shí)間后，若A極恰好全部溶解，此時(shí)極恰好全部溶解，此時(shí)B極極質(zhì)量增加質(zhì)量增加7.68克，溶液質(zhì)量增加克，溶液質(zhì)量增加0.03克，則克，則A合合金中金中Cu、Zn原子個(gè)數(shù)比為原子個(gè)數(shù)比為A 41 B 31 C 21 D 任意比任意比FeCu氯化銅氯化銅溶液溶液氯化銅溶液氯化銅溶液C

36、uC氯化銅溶液氯化銅溶液CuC1、寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)，并標(biāo)明氧化反應(yīng)還原反應(yīng)、寫(xiě)出下列裝置的電極反應(yīng)，并標(biāo)明氧化反應(yīng)還原反應(yīng)ABDCFeCu氯化鈉氯化鈉溶液溶液練練 習(xí)習(xí)（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe2、寫(xiě)出下列裝置的極反應(yīng)，并判斷、寫(xiě)出下列裝置的極反應(yīng)，并判斷A、B、C溶液溶液PH值的變化。值的變化。練練 習(xí)習(xí)1、池型的判斷、池型的判斷有外加電源一定為電解池，無(wú)外加電源一定為原電池；有外加電源一定為電解池，無(wú)外加電源一定為原電池；多池組合時(shí)，一般含活潑金屬的池為原電池，其余都是多池組合時(shí)，一般含活潑金屬的池為原電池，其

37、余都是在原電池帶動(dòng)下的電解池。在原電池帶動(dòng)下的電解池。小結(jié)：一、原電池與電解池的比較及判斷：小結(jié)：一、原電池與電解池的比較及判斷：3、電解池放電順序的判斷、電解池放電順序的判斷陽(yáng)極放電：陽(yáng)極放電： 1）惰性電極：）惰性電極：則溶液中陰離子放電。則溶液中陰離子放電。 2）非）非惰性電極惰性電極：電極材料首先失電子。：電極材料首先失電子。陰極放電：陰極放電：電極材料受保護(hù)，溶液中陽(yáng)離子放電。電極材料受保護(hù)，溶液中陽(yáng)離子放電。2、電極的判斷、電極的判斷原電池，看電極材料，電解池看電源的正負(fù)極。原電池，看電極材料，電解池看電源的正負(fù)極。4、判斷溶液的、判斷溶液的pH變化：變化：先分析原溶液的酸堿性，再

38、看電極產(chǎn)物。先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物。（1 1）如果只產(chǎn)生氫氣而沒(méi)有氧氣，只）如果只產(chǎn)生氫氣而沒(méi)有氧氣，只pH變大；變大； （2 2）如果只產(chǎn)生氧氣而沒(méi)有氫氣，只）如果只產(chǎn)生氧氣而沒(méi)有氫氣，只pH變?。蛔冃?；（3 3）如果既產(chǎn)生氫氣又產(chǎn)生氧氣）如果既產(chǎn)生氫氣又產(chǎn)生氧氣 若原溶液呈酸性則若原溶液呈酸性則pH減?。粶p?。蝗粼芤撼蕢A性若原溶液呈堿性pH增大；增大；若原溶液呈中性若原溶液呈中性pH不變。不變。3 3. .右圖中右圖中x x、y y分別是直分別是直流電源的兩極流電源的兩極, ,通電后發(fā)通電后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)a a極板質(zhì)量增加極板質(zhì)量增加,b,b極板極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出處有無(wú)色無(wú)臭氣

39、體放出, ,符合這一情況的符合這一情況的A 練練 習(xí)習(xí)電極：電極： 陽(yáng)極陽(yáng)極鍍層金屬鍍層金屬 陰極陰極待鍍金屬制品待鍍金屬制品 小結(jié)：二、電解池的應(yīng)用小結(jié)：二、電解池的應(yīng)用-電鍍及氯堿工業(yè)電鍍及氯堿工業(yè)待鍍制品待鍍制品銅片銅片硫酸銅溶液硫酸銅溶液電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液：溶液中電解質(zhì)溶液：溶液中CuSO4的濃度保持不變。的濃度保持不變。1、電鍍電鍍氯堿工業(yè)原理氯堿工業(yè)原理氯堿工業(yè)（離子膜法）氯堿工業(yè)（離子膜法）+精制飽和精制飽和NaCl淡鹽水淡鹽水Cl2H2NaOH溶液溶液H2O含少量含少量NaOHClCl2H+OHNa+Na+交換

40、膜交換膜 舉例：舉例：1、a 極變細(xì)，極變細(xì)，b 極變粗：極變粗：2、a 極變細(xì)，極變細(xì)，b 極有氣泡：極有氣泡：3、a 極變粗，極變粗， b 極有氣泡：極有氣泡：4、a 極有氣泡極有氣泡, b 極有氣泡，且氣體體積比為極有氣泡，且氣體體積比為2 ：15、a 極有氣泡極有氣泡, b 極有氣泡極有氣泡;陰極加酚酞變紅陰極加酚酞變紅拓展練習(xí)拓展練習(xí)4、下列圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實(shí)驗(yàn) 數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后圖一圖一圖二圖二（1）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是：）上述兩裝置中鐵釘發(fā)生變化的共性是：（2）圖一說(shuō)明原溶液呈）圖一說(shuō)明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反應(yīng)為：電

41、極反應(yīng)為： （3）圖二說(shuō)明原溶液呈）圖二說(shuō)明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反應(yīng)為電極反應(yīng)為： 發(fā)生了原電池 反應(yīng)中性或弱堿吸氧負(fù)極：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ； 正極：2H2H2 2O +OO +O2 2 +2e+2e=4OH=4OH- -負(fù)極：Fe -2e = FeFe -2e = Fe2+2+ ；正極：2H2H+ + +2e = H+2e = H2 2較強(qiáng)酸性析氫練練 習(xí)習(xí)小結(jié)：三、電解池及原電池的應(yīng)用小結(jié)：三、電解池及原電池的應(yīng)用-金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)1）金屬腐蝕快慢的判斷）金屬腐蝕快慢的判斷2）金屬的防護(hù)方法）金屬的防護(hù)方法外加電源的陰

42、極保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法犧牲負(fù)極的正極保護(hù)法5.下列裝置暴露空氣中一段時(shí)間下列裝置暴露空氣中一段時(shí)間,鐵的腐蝕由快到慢鐵的腐蝕由快到慢 順序順序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展練習(xí)拓展練習(xí)6 6、汽車(chē)上用的鉛蓄電池是以一組充滿(mǎn)海綿狀灰鉛的鉛板和另一、汽車(chē)上用的鉛蓄電池是以一組充滿(mǎn)海綿狀灰鉛的鉛板和另一組結(jié)構(gòu)相似的充滿(mǎn)二氧化鉛的鉛板組成，用組結(jié)構(gòu)相似的充滿(mǎn)二氧化鉛的鉛板組成，用H H2 2SOSO4 4作電解液?？傋麟娊庖骸？偡磻?yīng)式為：反應(yīng)式為：Pb

43、+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O（1 1）試寫(xiě)出放電時(shí)的正、負(fù)極反應(yīng)式）試寫(xiě)出放電時(shí)的正、負(fù)極反應(yīng)式正極正極:_:_負(fù)極負(fù)極:_:_（2 2）試寫(xiě)出充電時(shí)的陽(yáng)、陰極反應(yīng)式）試寫(xiě)出充電時(shí)的陽(yáng)、陰極反應(yīng)式陽(yáng)極陽(yáng)極:_:_陰極陰極:_:_PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e+2e- - =PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+Pb+ SOSO4 42-2-2e2e- - =PbSO=PbSO4 4練練 習(xí)習(xí)PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - =

44、PbO=PbO2 2 + + 4H4H+ +SO+SO4 42- 2- PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - =Pb + SO=Pb + SO4 42-2-小結(jié)：四、原電池電解池的應(yīng)用小結(jié)：四、原電池電解池的應(yīng)用-可充電電池可充電電池陰極：陰極：正極：正極：還原反應(yīng)極還原反應(yīng)極得電子極得電子極電子流入極電子流入極放電：原電池放電：原電池充電：電解池充電：電解池 負(fù)極：負(fù)極：陽(yáng)極：陽(yáng)極：氧化反應(yīng)極氧化反應(yīng)極電子流出極電子流出極失電子極失電子極氧化反應(yīng)極氧化反應(yīng)極失電子極失電子極電子流出極電子流出極還原反應(yīng)極還原反應(yīng)極得電子極得電子極電子流入極電子流入極 此電池放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為此電池放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn充電充電放電放電2Ag + Zn(OH)2Ag2O + Zn + H2O7銀