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1、关于电解池的工作原理及应用第一张,PPT共四十九页,创作于2022年6月复习:Cl2在工业上如何制取?电解池的工作原理及应用第二张,PPT共四十九页,创作于2022年6月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 第三张,PPT共四十九页,创作于2022年6月 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。第四张,PPT共四十九页,
2、创作于2022年6月一、电解池1、定义:把电能转化为化学能的装置2、电解池的构成(1)外加直流电源(2)与电源相连的两个电极 电源正极阳极,电源负极阴极(3)电解质溶液或熔化的电解质 (4)形成闭合回路第五张,PPT共四十九页,创作于2022年6月在电解池中,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第六张,PPT共四十九页,创作于2022年6月按图所示,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:第七张,PPT共四十九页,创作于2022年6月石墨棒上覆盖有红色物质 Cu 2+2e-Cu(还原反应
3、)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 通电第八张,PPT共四十九页,创作于2022年6月CuCl2=Cu2+2Cl-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?第九张,PPT共四十九页,创作于2022年6月 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 S2IBr
4、ClOH 其它含氧酸根离子4、电解时离子放电顺序(MgAg)活性电极第十张,PPT共四十九页,创作于2022年6月想一想、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-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第十一张,PPT共四十九页,创作于2022年6月练习: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+
5、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通电第十二张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(4)KCl (5)Na2SO4 (6)CuCl2(7)AgNO3(8)CuSO42Cl-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 通电第十三张,PPT共四十九页,创作于2022年6月阴极:4H+4e-=2H2 阳极:4OH-4e-=2H2O+O2总反应式:(6)CuCl2阴极:Cu2+2e-=Cu阳极:
6、2Cl-2e-=Cl22H2O=2H2+O2通电(5)Na2SO4总反应式:CuCl2=Cu+Cl2 通电第十四张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(7)AgNO34Ag+4e-=4Ag4OH-4e-=2H2O+O2 4Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+通电阴极:2Cu2+4e-=2Cu阳极:4OH-4e-=2H2O+O2(8)CuSO42Cu2+2H2O=2Cu+O2+4H+通电总反应:阳极:阴极:总反应:第十五张,PPT共四十九页,创作于2022年6月想一想: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
7、第三组:KCl、CuSO4、AgNO3第十六张,PPT共四十九页,创作于2022年6月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)第十七张,PPT共四十九页,创作于2022年6月 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
8、酸盐(如:如:CuSO4、AgNO3)第十八张,PPT共四十九页,创作于2022年6月练习: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。铜的电解精炼第十九张,PPT共四十九页,创作于2022年6月二、电解原理的应用纯铜粗铜 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
9、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+第二十张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(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:阳极本身参加电极反应第二十一张,PPT共四十九页,创作于2022年6月例:如何在铁片表面镀上一层铜?阳极:铜片阴极:铁片电解液:CuSO4溶液第二十二张,PPT共四十九页,创作于2022年6月工业上利用
10、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 第二十三张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(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反应生成NaClO影响 NaOH的产量。第二十四张,PPT共四十九页,创作于2022年6月4、电冶金(1)制取金属钠电解熔融氯化钠阳极
11、:2Cl-2e-=Cl2阴极:2Na+2e-=2Na总反应:通电2NaCl=2Na+Cl2第二十五张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(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第二十六张,PPT共四十九页,创作于2022年6月再见!再见!第二十七张,PPT共四十九页,创作于2022年6月阳离子交换膜法 阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜第二十八张,PPT共四十九页,创作于2022年6月电解熔融氯化钠制钠第二十九张,PP
12、T共四十九页,创作于2022年6月第三十张,PPT共四十九页,创作于2022年6月第三十一张,PPT共四十九页,创作于2022年6月问题透析Cu+2H+Cu2+H2若反应为:,该反应可以设计成原电池?请说明理由_。第三十二张,PPT共四十九页,创作于2022年6月 对于下列装置中的反应,写出相应的电极反应式并注明反应类对于下列装置中的反应,写出相应的电极反应式并注明反应类型:型:(1)甲装置中,甲装置中,Zn极:极:Ag极:极:(2)乙装置中,乙装置中,Cu极:极:Ag极:极:(3)丙装置中,丙装置中,Fe极:极:C极:极:(4)丁装置中,丁装置中,Pt极:极:Fe极:极:第三十三张,PPT共
13、四十九页,创作于2022年6月 电解液中含有K+、Cl、SO42、OH (少量)、Cu2+、H+(少量),用两个石墨棒作电极电解,开始时 阳极上电极反应式是_;阴极上电极反应式是_改用两个铜棒作电极电解时,则 阳极变化是_,阴极上电极反应式是_。电极反应式是_;第三十四张,PPT共四十九页,创作于2022年6月例:右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2第三十五张,PPT共四十九页,创作于2022年6月例:、将等体积、等物
14、质的量浓度的CuSO4 和NaCl溶液混合后,用石墨电极电解,写出电解过程中的电极反应式,并描绘出溶液的PH随时间的变化曲线。PH值变化:PHt解析:一阶段:阳极:2Cl 2e=Cl2 阴极:Cu2+2e=Cu二阶段:阳极:4OH4e=2H2O+O2 阴极:Cu2+2e=Cu三阶段:阳极:4OH4e=2H2O+O2 阴极:4H+4e=2H2第三十六张,PPT共四十九页,创作于2022年6月例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极,通电电解(不考虑水分蒸发),则:若两极均为铜片,试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化 。若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式是 如果两极均为铜片且
15、不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时,阴极增重 g,阴极上的电极反应式是 。不变0.32Zn 2eZn2+Cu2+2eCu第三十七张,PPT共四十九页,创作于2022年6月第三十八张,PPT共四十九页,创作于2022年6月44如图A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色,请填空:(1)电源A上的a为_极(2)滤纸B上发生的总化学方程式为:_(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为:_,电极f上发生的反应为:_,槽中盛放的镀液可以是_溶液。第三十九张,PPT共四十九页,创作于2
16、022年6月(1)正极,(2)2NaCl 2H2O2NaOHH2Cl2(3)Zn2e=Zn2,Zn22e=Zn,ZnCl2(ZnSO4)第四十张,PPT共四十九页,创作于2022年6月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?AgNO3PtCuSO4Ag第四十一张,PPT共四十九页,创作于2022年6月例3:右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后
17、,只在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:(1)直流电源中,M为极。(2)Pt电极上生成的物质是,其质量为 g。(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2。(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶液的浓度,H2SO4溶液的pH。(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为多少g。第四十二张,PPT共四十九页,创作于2022年6月i工业上采用以铁和石墨为电极,电解K2MnO4溶液的办法制取KMnO4。(1)电解时,应以 作阴极,电解过程中,
18、阴极附近溶液的pH值将会_(增大、减少、保持不变)(2)阳极的反应式为 (3)电解的总反应式是 i(1)铁 增大 (2)MnO42eMnO4 (3)2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2第四十三张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(2)写出电极反应:A中:_B中:_ C中:_ D中:_ (1)标出电源的正、负极,X为 _,Y为_.模拟训练:由电极产物判断电源电极:4H42H:4OH42HOOC:2H2HD:2Cl2Cl分析电极、离子移动方向,依据放电规律,判断产物。如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯,C为铂棒、D为铁棒,X与Y为电源的电极,A、B中插入多孔的惰性电极。切
19、断开关K1,闭合开关K2,通直流电一端时间后,A、B中液面如图所示,请回答:第四十四张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(3)电解AlCl3溶液时,下图所示的电解变化曲线合理的是()(忽略烧杯中阳极产生气体与溶液的反应)A BCDA依据阴阳两极得失电子守恒,以及铝元素的性质特点,结合图表分析Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯,C为铂棒、D为铁棒,X与Y为电源的电极,A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1,闭合开关K2,通直流电一端时间后,A、B中液面如图所示,请回答:模拟训练:第四十五张,PPT共四十九页,创作于2022年6月如图装
20、置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯,C为铂棒、D为铁棒,X与Y为电源的电极,A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1,闭合开关K2,通直流电一端时间后,A、B中液面如图所示,请回答:(4)电解AlCl3溶液时,若产生沉淀1.56g时,将A极产生的气体在常温下燃烧,生成液态水,放出8.574KJ热量,写出其燃烧热的热化学方程式.依据电路中转移电子相等Al3+3Cl-3e-3OH-Al(OH)3:223H2 6e-2Al(OH)3 热量3mol 2*78g QKJ0.03 mol 1.56g 8.54KJ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);H=-285.8KJ/mol模拟训练:第四十
21、六张,PPT共四十九页,创作于2022年6月(5)若电解一段时间后,A、B中均有气体包围,此时切断开关K2,闭合开关K1,则电流指针_(是或否)偏转.若偏转写出电极反应:A中:_ B中:_ .负极(A):2H24OH4e-=4H2O 正极(B):O22H2O+4e-=4OH-总反应:2H2 O2=2H2O如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的烧杯,C为铂棒、D为铁棒,X与Y为电源的电极,A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1,闭合开关K2,通直流电一端时间后,A、B中液面如图所示,请回答:负极氧化、正极还原电极产物是否与电解质溶液发生反应遵循电子转移守恒、电荷守恒、质量守恒模拟训练:第四十七张,PPT共四十九页,创作于2022年6月模拟训练:(6)若把A气体换为甲醇,此时切断开关K2,闭合开关K1,则电流指针也偏转.写出电极反应:A中:_ B中:_ .2CH3OH3O22CO24H2O2CH3OH3O2OH2CO326H2O总反应式正极:3O26H2O12e12OH负极:2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O先写出难度较小的总反应式根据题给条件的正极电极反应式或简单的电极反应式用减法写出复杂的负极反应式,注意三守恒第四十八张,PPT共四十九页,创作于2022年6月感谢大家观看第四十九张,PPT共四十九页,创作于2022年6月
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