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1、电解原理及应用ppt第1页，本讲稿共35页思考回忆思考回忆1、电解质是指在、电解质是指在_ _ _能够导电的化能够导电的化合物。合物。2、电离是指电解质在、电离是指电解质在_或或_状态下离解成状态下离解成_的过程。的过程。3、原电池是、原电池是_ _ 的装置的装置。4、写出下列物质的电离方程式、写出下列物质的电离方程式 CuCl2 H2O NaHSO4 CH3COONH4 水溶液或熔融状态下水溶液或熔融状态下水溶液水溶液熔融熔融自由移动离子自由移动离子把化学能转化为电能把化学能转化为电能第2页，本讲稿共35页一、电解原理一、电解原理演示试验演示试验实验微观解释实验微观解释结论：结论：电解质通电
2、前在水溶液中自由移动的阴、阳离电解质通电前在水溶液中自由移动的阴、阳离子作子作_运动；在外电源的作用下（运动；在外电源的作用下（直流电直流电)，改作，改作_移动而导电。在导电的同时，在阳、移动而导电。在导电的同时，在阳、阴两极发生氧化阴两极发生氧化还原反应，即被电解，电离是还原反应，即被电解，电离是_的前前提。的前前提。自由自由定向定向电解电解第3页，本讲稿共35页第4页，本讲稿共35页直流电源直流电源电极电极电解质电解质电极反应电极反应阴极阴极:阳极阳极:总反应总反应:Cu2+ClClCu2+2e Cu2Cl2e Cl2 Cu2+2Cl电解CuCl2（还原还原反应）反应）（氧化氧化反应）反应
3、）电解被还原被还原得得e失失e被氧化被氧化（放出（放出Cl2）（析出（析出Cu）电解氯化铜原理电解氯化铜原理CuCl2 Cu2+2ClII阴极阴极阳极阳极ee正极负极电 源Cu +Cl2Cu +Cl2（氧化还原氧化还原反应）反应）第5页，本讲稿共35页1、电解原理、电解原理在外加在外加在外加在外加直流电源直流电源直流电源直流电源的作用下，电解质的的作用下，电解质的的作用下，电解质的的作用下，电解质的阴阳离子阴阳离子阴阳离子阴阳离子在在在在阴阳阴阳阴阳阴阳两极两极两极两极发生发生发生发生氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应的过程，叫电解。的过程，叫电解。的过程，叫电解。的过程，叫电解
4、。电流是发生氧化电流是发生氧化电流是发生氧化电流是发生氧化还原反应的根源、动力。还原反应的根源、动力。还原反应的根源、动力。还原反应的根源、动力。阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就阴阳离子在做定向运动导电的同时，也就在两极发生了氧化还原反应，生成了新物在两极发生了氧化还原反应，生成了新物在两极发生了氧化还原反应，生成了新物在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；质；质；质；而金属导电是由自由电子的定向运动形成，而金属导电是由自由电子的定向运动形成，而金属导电是由自由电子的定向运动形成，而金属导电是由自由电子的定向运动形成
5、，无反应发生，无新物质生成，两者有本质无反应发生，无新物质生成，两者有本质无反应发生，无新物质生成，两者有本质无反应发生，无新物质生成，两者有本质区别。区别。区别。区别。明明 确确第6页，本讲稿共35页定义：定义：定义：定义：把把把把电能电能电能电能转化为转化为转化为转化为化学能化学能化学能化学能的装置。的装置。的装置。的装置。组成：组成：组成：组成：两个电极、两个电极、两个电极、两个电极、电解质溶液、电解质溶液、电解质溶液、电解质溶液、直流电源直流电源直流电源直流电源电极电极电极电极阳极阳极阳极阳极：与外电源与外电源与外电源与外电源正极正极正极正极相连的电极，相连的电极，相连的电极，相连的电
6、极，出出出出电子，电子，电子，电子，氧化氧化氧化氧化反应。反应。反应。反应。阴极阴极阴极阴极：与外电源与外电源与外电源与外电源负极负极负极负极相连的电极，相连的电极，相连的电极，相连的电极，进进进进电子，电子，电子，电子，还原还原还原还原反应。反应。反应。反应。惰性惰性惰性惰性电极：电极：电极：电极：C C C C、PtPtPtPt、AuAuAuAu等，不论做阴极、阳极，等，不论做阴极、阳极，等，不论做阴极、阳极，等，不论做阴极、阳极，本身都不反应。本身都不反应。本身都不反应。本身都不反应。活泼活泼活泼活泼电极：电极：电极：电极：FeFeFeFe、CuCuCuCu、AgAgAgAg等等等等,做
7、做做做阴极阴极阴极阴极本身本身本身本身不反应不反应不反应不反应,做做做做阳极阳极阳极阳极，本身本身本身本身被氧化被氧化被氧化被氧化溶解。溶解。溶解。溶解。电电 解解 池池电极材料电极材料电极材料电极材料2、第7页，本讲稿共35页3 3、构成电解池的条件：、构成电解池的条件：直流电源；直流电源；与电源负极相连的电极为阴极与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极与电源正极相连的电极为阳极电极电极电解质溶液或熔融电解质；形成闭合的回路形成闭合的回路第8页，本讲稿共35页思考：氯化铜溶液中有四种离子Cu 2+H+Cl-OH-,为什么是铜离子和氯离子先反应，而不是H+和OH-？第9页，本讲稿
8、共35页重点重点要判断电极反应的产物，必须掌握离子的要判断电极反应的产物，必须掌握离子的要判断电极反应的产物，必须掌握离子的要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序放电顺序。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。第10页，本讲稿共35页离子放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。溶液中阴离子的放电顺序（由难到易
9、）是：溶液中阴离子的放电顺序（由难到易）是：S S 2-2-SOSO3 32-2-II -BrBr -ClCl -OHOH -NONO3 3-SOSO4 42-2-(等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）等含氧酸根离子）FF-AgAgAgAg+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+HHHH+PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2 2 2 2+AlAlAlAl3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+CaCaCaCa+KKKK+注：当离子浓度相差较大时，放电顺序
10、要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按注：当离子浓度相差较大时，放电顺序要发生变化，相同时按HH+,不同时按不同时按不同时按不同时按（HH+）阳离子在阴极上放电顺序是：阳离子在阴极上放电顺序是：阳极：阳极：阴极阴极:用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：第11页，本讲稿共35页【习题1】写出用石墨作电极电解下列溶液的电极反应式和化学方程式（1）：CuCl2（2）：Na2SO4（3）：CuSO4（4）：NaCl第12页，本讲稿共35页第13页，本讲稿共35页2.2.阴极阴极：阳离
11、子的放电顺序：阳离子的放电顺序：AgAg+FeFe3+3+HgHg2+2+CuCu2+2+HH+（浓度大）（浓度大）PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+H H+（浓度小）（浓度小）AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+Ca Ca2+2+KK+电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断1.1.阳极阳极：阴离子放电的顺序：阴离子放电的顺序：S S2-2-I I-BrBr-ClCl-OHOH-非还原性含氧酸根非还原性含氧酸根F F-第14页，本讲稿共35页【变式1】以H+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五种离子恰当地组成电解质，按下列要求进行电解。（1）以碳棒为电极，
12、使电解质质量减少，水量不变进行电解，则可采用的电解质是 （2）以铂片为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则可采用的电解质是 （3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少进行电解，则可采用的电解质是 HCl、CuCl2KNO3、HNO3Cu(NO3)2、KCl第15页，本讲稿共35页规律第四类：第四类：放氢生碱型：放氢生碱型：NaCl 活泼金属的无氧酸盐活泼金属的无氧酸盐第二类第二类:电解水电解水型型：Na2SO4 含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐第一类：第一类：自身分解型：自身分解型：CuCl2 无氧酸、不活泼金属无氧酸盐无氧酸、不活泼金属无氧酸盐第
13、三类：第三类：放氧生酸型：放氧生酸型：CuSO4 不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐第16页，本讲稿共35页电解原理的应用电解原理的应用1氯碱工业氯碱工业第17页，本讲稿共35页离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱+-精制饱和食盐水水(含少量NaOH)Cl2 H2NaOH溶液淡盐水Na+含有某些含氧酸根杂质的氯化钠，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。该电该电解槽的阳极反解槽的阳极反应应式式是是 。通通电电开始后，阴极附近溶液开始后，阴极附近溶液pHpH会增大，会增大，请简请简述原因述原因 除去除去杂质杂质后后氢氢氧化氧化钠钠溶液从
14、液体出口溶液从液体出口 （填写（填写“A A”或或“B B”）导导出。出。2Cl-2e-=Cl2放电，促进水的电离，放电，促进水的电离，OH-浓度增大浓度增大【习题2】阳离子交换膜的作用阳离子交换膜的作用防止防止Cl2与与 NaOH 和和 H2反应反应AB第18页，本讲稿共35页将装置（将装置（将装置（将装置（A A）中的惰性电极换成两种活性）中的惰性电极换成两种活性）中的惰性电极换成两种活性）中的惰性电极换成两种活性电极时如装置（电极时如装置（电极时如装置（电极时如装置（B B），写出装置（），写出装置（），写出装置（），写出装置（B B）的）的）的）的电极反应式。电极反应式。电极反应式。电
15、极反应式。石墨 石墨 纯铜 铁CuSO4溶液CuSO4溶液(A)(B)【习题3】第19页，本讲稿共35页电镀电镀1.定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。镀上一薄层其他金属或合金的方法。2.目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。增加美观和表面硬度。李绅假金只用真金镀，若是真金不镀金假金只用真金镀，若是真金不镀金答章孝标答章孝标第20页，本讲稿共35页电解原理的应用电解原理的应用2电镀电镀第21页，本讲稿共35页第22页，本讲稿共35页纯铜 铁 粗铜 纯铜C
16、uSO4溶液CuSO4溶液(B)(C)【习题4】如果把电镀铜时的装置如果把电镀铜时的装置如果把电镀铜时的装置如果把电镀铜时的装置B B换成换成换成换成C C，写出电，写出电，写出电，写出电极反应式，粗铜的成份（极反应式，粗铜的成份（极反应式，粗铜的成份（极反应式，粗铜的成份（Zn Fe Ni Cu Ag Au）第23页，本讲稿共35页CuSO4 溶液纯铜粗铜阳极：阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Zn Fe Ni CuAg Au 阴极阴极:阳极泥阳极泥Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu电解原理的应用电解原理的应用3电解精炼电解精炼粗铜的成份（粗铜的
17、成份（粗铜的成份（粗铜的成份（Zn Fe Ni Cu Ag Au）思考：思考：CuSO4溶液浓度变化溶液浓度变化?第24页，本讲稿共35页冶炼活泼金属冶炼活泼金属 K Al 电解（工业制取钠）（工业制取钠）2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2（工业制取镁）MgCl2(熔融)=电解Mg+Cl2（工业制取铝）Al2O3(熔融)=电解冰晶石2 4Al+3O2电解原理的应用电解原理的应用4电冶金电冶金写出工业上制备钠、镁、铝的化学方程式写出工业上制备钠、镁、铝的化学方程式第25页，本讲稿共35页水燃料与能源 一：燃料电池发电 二：电解池加水 三：电解水 四：氢氧混合燃烧 【科技应用】第26页，本讲稿
18、共35页原电池电解池定义形成条件工作原理原理应用化学能化学能电能电能电能电能化学能化学能负极：氧化反应负极：氧化反应正极：还原反应正极：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应活泼性不同活泼性不同两个的电极两个的电极电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路自发自发的的氧化还原反应氧化还原反应电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路非自发非自发的的氧化还原反应氧化还原反应小结小结：横向比较横向比较两个能导电的电极两个能导电的电极直流电源制作化学电源制作化学电源,金属防护金属防护氯碱工业、电镀、电冶金、氯碱工业、电镀、电冶金、电解精炼、金属防护电解精炼、金属防护第27页，本讲稿共3
19、5页 以H+、K+、Cu2+、Cl-、NO3-五种离子恰当地组成电解质，按下列要求进行电解。（1）以铂片为电极，溶液中加入酚酞，阴极区颜色变红的是 （2）以铂片为电极，溶液中加入酚酞，阴极区PH增大的是（3）以碳棒为电极，电解CuSO4，通电一段时间后,恢复到原来的状况，可以将溶液加入什么物质KCl、KNO3CuO、CuCO3【能力训练1】KCl、KNO3、HCl、HNO3第28页，本讲稿共35页【能力训练2】用惰性电极电解含有0.1mol CuCl2和0.1mol NaBr混合溶液，电路中共0.4 mol 电子转移，试写出电极反应式并分析各阶段电解的物质是什么？定性分析与定量分析结合定性分析
20、与定量分析结合解法指导解法指导 定性：定性：阳离子放阳离子放电顺电顺序：序：Cu2+H+Na+阴离子放阴离子放电顺电顺序：序：Br-Cl-OH-定量：定量：当电路中通过当电路中通过0.1mol电子时：电子时：电解电解0.05molCuBr2 继续通过继续通过0.1mol电子时：电子时：电解电解0.05molCuCl2 再通过再通过0.1mol电子时：电子时：电解电解0.1molNaCl 最后通过最后通过0.1mol电子时：电解电子时：电解0.05molH2O第29页，本讲稿共35页以等质量的铂棒和铜棒做电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极质量增加了a g,此时两极的质量差为()A.只
21、能为a gB.只能为2a gC.可能为a g，也可能为2a gD.只可能为a/2 gC【能力训练3】第30页，本讲稿共35页金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）()A 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNiB 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD【能力训练4】第31页，本讲稿共35页电极性质电镀电解精炼电解应用氯碱工业概念电冶金电解池纵向回顾应用原理概念放电顺序第32页，本讲稿共35页作业：作业：同步能力训练第33页，本讲稿共35页The End第34页，本讲稿共35页第35页，本讲稿共35页