电解池的工作原理及应用课件.ppt
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1、关于电解池的工作原理及应用现在学习的是第1页,共49页复习:Cl2在工业上如何制取?电解池的工作原理及应用现在学习的是第2页,共49页2H+2e-=H2(还原反应)2Cl-2e-=Cl2(氧化反应)有气泡滴加酚酞溶液红色有气泡,刺激性气味,湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 电解饱和食盐水电2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 现在学习的是第3页,共49页 电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动,其导电过程在电极上发生了化学变化。此过程即为电解的过程电解:在直流电的作用下,在两极上分别 发生氧化反应和还原反应的过程。现在学习的是第4页,共49页一、电解池1、定义:把电能转化为化学能的装置2、电解
2、池的构成(2)与电源相连的两个电极 电源正极阳极,电源负极阴极 (4)形成闭合回路现在学习的是第5页,共49页在电解池中,电子和离子是怎样移动的?e-:电源负极阴极阳极电源正极 离子:阳离子阴极阴离子阳极3、电子和离子的移动方向现在学习的是第6页,共49页按图所示,在U形管中加入了饱和氯化铜溶液,用石墨棒作电极;接通电源,会有何现象?试一试:现在学习的是第7页,共49页石墨棒上覆盖有红色物质 Cu 2+2e-Cu(还原反应)有气泡,刺激性气味,湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 2Cl-2e-=Cl2(氧化反应)总反应:CuCl2=Cu+Cl2 通电现在学习的是第8页,共49页CuCl2=Cu2+2Cl
3、-H+H+H+H+OH-OH-OH-OH-H2O OH-+H+想一想:H+和 OH-为什么没有参与电解?想一想:CuCl2溶液中除了Cu2、Cl-,还有什么离子?现在学习的是第9页,共49页 阴极阳离子得到电子 发生还原反应,根据氧化性强弱 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+阳极阴离子失去电子 发生氧化反应,根据还原性强弱 S2IBrClOH 其它含氧酸根离子4、电解时离子放电顺序(MgAg)活性电极现在学习的是第10页,共49页想一想、做一做:若以铜和石墨为电极,电解硫酸溶液,情况会如何?并写出电极反应式。(1)阳极:石墨 阴极:铜4OH
4、-4e-=2H2O+O24H+4e-=2H22H2O=2H2+O2通电总反应:(2)阳极:铜 阴极:石墨Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu现在学习的是第11页,共49页练习:分别用惰性电极电解下列物质的水溶 液,写出有关的电极反应式和总反应式(1)稀硫酸 (2)NaOH (3)盐酸 阴极:4H+4e-=2H2(1)阳极:4OH-4e-=2H2O+O2总反应式:(3)阴极:2H+2e-=H2 阳极:2Cl-2e-=Cl2总反应式:2HCl=H2+Cl2通电2H2O=2H2+O2通电现在学习的是第12页,共49页(4)KCl (5)Na2SO4 (6)CuCl2(7)AgNO3(8)CuS
5、O42Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2(4)阳极:阴极:总反应:通电2KCl+2H2O=2KOH+Cl2+H2 2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2 通电现在学习的是第13页,共49页阴极:4H+4e-=2H2 阳极:4OH-4e-=2H2O+O2总反应式:(6)CuCl2阴极:Cu2+2e-=Cu阳极:2Cl-2e-=Cl22H2O=2H2+O2通电(5)Na2SO4总反应式:CuCl2=Cu+Cl2 通电现在学习的是第14页,共49页(7)AgNO34Ag+4e-=4Ag4OH-4e-=2H2O+O2 4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+通电阴极:2Cu2+4e-=2Cu阳
6、极:4OH-4e-=2H2O+O2(8)CuSO42Cu2+2H2O=2Cu+O2+4H+通电总反应:阳极:阴极:总反应:现在学习的是第15页,共49页想一想:以碳棒为电极,电解下列物质的水溶液时,有什么特点或规律?第一组:Na2SO4、H2SO4、NaOH第二组:HCl、CuCl2第三组:KCl、CuSO4、AgNO3现在学习的是第16页,共49页5、电解规律(惰性电极)小结 电解电解质型:无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液 (如:HCl、CuCl2)电解水型:电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液 (如:(如:NaOH、H2SO4、Na2SO4)现
7、在学习的是第17页,共49页 电解质和水同时被电解型电解质和水同时被电解型 A A、放氢生碱型:、放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐(如:如:NaCl、MgBr2)B B、放氧生酸型:、放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐(如:如:CuSO4、AgNO3)现在学习的是第18页,共49页练习:用铜作电极电解硫酸铜溶液,写出电极反应式阳极:Cu-2e-=Cu2+阴极:Cu2+2e-=Cu 用活泼性电极作阳极,电极本身被氧化。若再用含相同金属元素离子的盐溶液做电解液,则电解过程中,电解液的成分和浓度均保持不变。铜的电解精炼现在学习的是第19页,共49页二、电解原理的应用
8、纯铜粗铜 硫酸铜(硫酸酸化)Zn、Ni、Ag、Au阴极:Cu2+2e-=Cu阳极:Cu -2e-=Cu2+1、铜的电解精炼阳极泥:相对不活泼的金属如:Ag、Au等以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥电解铜,纯度高(99.9%)、导电性好浓度基本不变,但须定时除杂Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+现在学习的是第20页,共49页(1)定义:应用电解的原理在某些金属或非金属 材料表面镀上一层其他金属或合金的过程。(2)目的:使金属增强抗腐蚀的能力,增加美观 和表面硬度。2、电镀(3)电镀材料的选择 阴极镀件 阳极镀层金属 电镀液含有镀层金属离子的溶液 浓度保持不变(4)电镀特点:阳极本身
9、参加电极反应现在学习的是第21页,共49页例:如何在铁片表面镀上一层铜?阳极:铜片阴极:铁片电解液:CuSO4溶液现在学习的是第22页,共49页工业上利用这一反应,制取烧碱、氯气和氢气。3、氯碱工业想一想:在左面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间可能发生哪些化学反应?生成NaClO,使NaOH不纯H2和Cl2混合遇火发生爆炸 通电2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 现在学习的是第23页,共49页(1)生产设备名称:阳离子交换膜电解槽 阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电 解槽隔成阴极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用:a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸 b、避免Cl2与NaOH
10、反应生成NaClO影响 NaOH的产量。现在学习的是第24页,共49页4、电冶金(1)制取金属钠电解熔融氯化钠阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2Na+2e-=2Na总反应:通电2NaCl=2Na+Cl2现在学习的是第25页,共49页(2)制取金属铝电解熔融氧化铝阳极:6O2-12e-=3O2阴极:4Al3+12e-=4Al总反应:通电2Al2O3=4Al+3O2注意:反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为 熔剂,使Al2O3在较低的温度下熔化现在学习的是第26页,共49页现在学习的是第27页,共49页阳离子交换膜法 阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜现在学习的是第28页,共49页现在学习的是
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