苏教版化学选修4《电解池的工作原理及应用》ppt课件.ppt

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1、第3课时　电解池的工作原理及应用1．了解电解池的构造特点及工作原理，能正确书写电极反应和电池反应方程式。2．了解电镀池的结构，能设计简单的电镀池。3．了解电解原理在生产生活中的应用。一、电解的原理1．电解在的作用下，在两电极上分别发生反应和反应的过程。2．电解池(1)定义：将转化为的装置。(2)组成：电源，电极材料，电解质溶液或电解质。直流电氧化还原电能化学能直流固体熔融(3)电极的确定及工作原理(4)电极反应及电池反应(以电解熔融NaCl为例)①电极反应阳极：阴极：②电解反应：2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na3．电解时

2、(使用惰性电极)阴、阳离子的放电顺序阴离子放电顺序：S2－I－Br－Cl－OH－含氧酸根离子F－阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>>H＋(酸)>>>H＋(水电离)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。>>>>>Cu2＋Fe2＋Zn2＋>1．电解池电极材料有何特点？什么是惰性电极？什么是活性电极？【提示】电极材料必须能导电且为固体，可以是金属(如Cu、Fe等)，也可以是非金属(如石墨等)。化学性质稳定并能导电的电极称为惰性电极，常用的有石墨电极、铂电极等。化学性质较活泼在电解过程中可发生反应的电极称为活性电极，一般为金属活动顺序表中Ag及排在Ag

3、前面的金属，如铜的电解精炼中阳极(粗铜)、阴极(纯铜)均属活性电极。二、电解原理的应用1．制取比较活泼的金属(1)电解熔融氯化镁制金属镁电解反应：(2)电解冶炼铝电解反应：2．电解精炼金属(以精炼铜为例)(1)电解池的组成阳极为，阴极为，电解质溶液为或。(2)电极反应阳极反应：Cu－2e－===Cu2＋阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu粗铜精铜CuSO4溶液CuCl2溶液等3．电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)原理分析及电极反应①溶液中的离子及移动方向食盐水中存在的离子：，其中移向阳极，移向阴极。②阳极离子放电顺序：电极反应：(反应)③阴

4、极离子放电顺序：电极反应：(反应)Na＋、H＋、Cl－、OH－Cl－、OH－Na＋、H＋Cl－>OH－氧化H＋>Na＋还原2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑(2)电极产物阳极产生，阴极产生。(3)电解反应方程式。离子方程式：。Cl2H2和NaOH4．电镀(1)定义：应用原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他或的过程。(2)目的：使金属能力增强，增加金属表面硬度或美观性等。(3)电镀池构成镀层金属作，待镀金属制品作，含有的溶液作电解质溶液。电解金属合金抗腐蚀阳极阴极镀层金属离子如在金属餐具上镀银①电极材料：阳极，阴极②电

5、解质溶液：AgNO3溶液③电极反应阳极：，阴极：。单质银金属餐具Ag－e－===Ag＋Ag＋＋e－===Ag2．根据现有知识能否设计实验实现Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑这一反应？【提示】由金属活动性顺序表，这一反应不可能自发地发生，但利用电解原理可以实现这种反应发生。具体设计如下：如图：一、用惰性电极电解电解质溶液的规律用惰性电极电解下列电解质溶液，写出电极反应式和总反应方程式。(1)盐酸(2)氯化铜溶液(3)硝酸钾溶液(4)氯化钠溶液(5)硫酸铜溶液[学生交流]【归纳小结】用惰性电极电解电解质溶液的规律小结在电解池中电解时阳极产物如何判断

6、？[师生互动]【提示】(1)活泼金属电极：电极金属失电子，被溶解，生成对应的金属阳离子。(2)惰性电极(Pt、Au、C)：阴离子失电子，生成对应非金属单质。阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。在电解池中电解时阴极产物如何判断？[师生互动]【提示】与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(H＋浓度较大时)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(H＋浓度较小时)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。阳离子得到电子一般形成对应的单质；但F

7、e3＋得到电子首先形成Fe2＋；Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等这些氧化性极弱的离子只有在熔融状态下才能放电。(2008年全国卷Ⅱ)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【尝试解答】Na2SO4===2Na＋＋SO42－，H2OH＋＋OH－，SO42－和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向

8、a电极，在b电极上：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－===H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极