高中化學(xué)反應(yīng)原理：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 課件 魯科版必修3

電解原理及其應(yīng)用電解原理及其應(yīng)用一、電解原理1.電解池的兩極判斷2.以電解CuCl2溶液為例說(shuō)明電子的轉(zhuǎn)移3.陰、陽(yáng)兩極上離子放電順序2 2、離子放電順序、離子放電順序（1） 電解池陰極電解池陰極陽(yáng)離子放電能力（得電子能力）逐漸增強(qiáng)陽(yáng)離子放電能力（得電子能力）逐漸增強(qiáng)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+（H+水中）Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+（酸中）Cu2+Hg2+Ag+（2）電解池陽(yáng)極）電解池陽(yáng)極（Fe Cu Ag等金屬）等金屬） S2- I Br Cl OH 含氧酸根含氧酸根陰離子放電（失電子）能力：陰離子放電（失電子）能力：逐漸減弱逐漸減弱 以石墨為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫以石墨為電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，寫出有關(guān)電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式。出有關(guān)電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式。 Na2SO4 NaOH H2SO4 HCl CuCl2 NaCl CuSO4電解電解類型類型 舉舉 例例 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 溶液溶液pHpH變化變化 溶液復(fù)溶液復(fù)原方法原方法 物質(zhì)類別物質(zhì)類別 實(shí)例實(shí)例 水水電電解解含氧酸含氧酸H H2 2SOSO4 4 強(qiáng)堿強(qiáng)堿NaOHNaOH 活潑金屬的活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸鹽 NaNa2 2SOSO4 4 溶溶質(zhì)質(zhì)電電解解無(wú)氧酸無(wú)氧酸 HClHCl 不活潑金屬不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽的無(wú)氧酸鹽 CuClCuCl2 2 溶質(zhì)和溶質(zhì)和水同時(shí)水同時(shí)電解電解活潑金屬的活潑金屬的無(wú)氧酸鹽無(wú)氧酸鹽 NaClNaCl 不活潑金屬不活潑金屬的含氧酸鹽的含氧酸鹽 CuSOCuSO4 4 3.3.電解質(zhì)溶液用電解質(zhì)溶液用惰性電極惰性電極電解的規(guī)律小結(jié)：電解的規(guī)律小結(jié)： 陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2陽(yáng)極陽(yáng)極2Cl2Cl-2e-2e =Cl=Cl2 2陰極：陰極：4H4H+ +4e+4e=2H=2H2 2陽(yáng)極陽(yáng)極2Cl2Cl-2e-2e- =Cl=Cl2 2陰極：陰極：CuCu2+2+2e+2e=Cu=Cu陽(yáng)極陽(yáng)極2Cl2Cl-2e-2e = Cl = Cl2 2陰極：陰極：2H2H2 2O+2eO+2e=H=H2 2+2OH+2OH- - 陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH4OH-4e-4e=O=O2 2+2H+2H2 2O O陰極：陰極：2Cu2Cu2+2+4e+4e=2Cu=2Cu減小減小增大增大不變不變?cè)龃笤龃笤龃笤龃鬁p小減小H H2 2O OHClHClCuClCuCl2 2 HClHClCuOCuO1.1.定義定義2 2、構(gòu)成電解池的條件、構(gòu)成電解池的條件是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置！是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置！直流電源直流電源與電源負(fù)極相連的電極為與電源負(fù)極相連的電極為陰極陰極與電源正極相連的電極為與電源正極相連的電極為陽(yáng)極陽(yáng)極陰、陽(yáng)電極陰、陽(yáng)電極（兩個(gè)電極）（兩個(gè)電極）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電解池電解池 : : 直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔化狀態(tài)）直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔化狀態(tài)）而在陰、陽(yáng)兩極上引起的氧化還原反應(yīng)過(guò)程而在陰、陽(yáng)兩極上引起的氧化還原反應(yīng)過(guò)程4.4.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) )：僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)：僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)活性電極活性電極：除：除鉑、金鉑、金外的金屬外的金屬；參與電極反應(yīng)參與電極反應(yīng)3.3.電子的流向和電極反應(yīng)電子的流向和電極反應(yīng): : 電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池電子從外加電源的負(fù)極流出，流到電解池的陰極，的陰極，陽(yáng)離子陽(yáng)離子運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到 陰極陰極,得到電子得到電子。陰陰離子離子運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到 陽(yáng)極陽(yáng)極，失去電子，電子，失去電子，電子再?gòu)年?yáng)再?gòu)年?yáng)極流回電源正極。極流回電源正極。 陽(yáng)極陽(yáng)極( (純銅純銅) )：Cu - 2eCu - 2e = Cu= Cu2+2+， 陰極陰極( (鍍件鍍件) )：CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e = Cu= Cu， 電解液：可溶性銅鹽溶液，如電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSOCuSO4 4 電解原理應(yīng)用電解原理應(yīng)用1 1、電鍍?cè)?、電鍍?cè)礤冦~鍍銅 (2)避免生成物H2和Cl2混合因?yàn)? .(1)避免Cl2接觸NaOH溶液反應(yīng)致使產(chǎn)品不純的反應(yīng)方程: .第一個(gè)問(wèn)題:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決解決方法:使用離子交換膜使用離子交換膜第二個(gè)問(wèn)題：第二個(gè)問(wèn)題：精精制制食鹽水食鹽水2 2、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理 陽(yáng)極：陽(yáng)極：2Cl2Cl- -2e-2e- - =Cl=Cl2 2，陰極：，陰極：2H2H+ +2e+2e- - =H=H2 2 2NaCl+2H 2NaCl+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2通電通電3 3、電解精煉反應(yīng)原理、電解精煉反應(yīng)原理( (電解精煉銅電解精煉銅) ) 粗銅中含粗銅中含ZnZn、FeFe、NiNi、AgAg、PtPt、AuAu等等 陽(yáng)極陽(yáng)極( (粗銅粗銅) )：Cu-2eCu-2e- - = Cu= Cu2+2+， （Zn-2eZn-2e- - = Zn = Zn2+2+， Fe-2eFe-2e- - = Fe = Fe2+2+等）等） 陰極陰極( (精銅精銅) )： CuCu2+2+2e+2e- - =Cu =Cu 電解液：可溶性銅鹽溶液，如電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSOCuSO4 4。 ZnZn2 2、NiNi2 2等等 陽(yáng)離子得電子能力小于陽(yáng)離子得電子能力小于CuCu2+2+而而留在電解質(zhì)溶液中。金屬活動(dòng)順序排在留在電解質(zhì)溶液中。金屬活動(dòng)順序排在CuCu后后的的AgAg、PtPt、AuAu等失電子能力小于等失電子能力小于CuCu，以金屬，以金屬單質(zhì)沉積于陽(yáng)極，成為單質(zhì)沉積于陽(yáng)極，成為“陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥”。例1：電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí)，在陰極無(wú)金屬析出（惰性電極） A.AgNO3 B.CuCl2 C.NaOH D.CaCl2例2：用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí)，在兩極都能放出氣體，且溶液的PH值增大的是 A.HCL B.CUSO4 C.NA2SO4 D. NAOH例3：用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液，一段時(shí)間后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)（中括號(hào)內(nèi)），溶液能與原來(lái)完全一樣的是（ ）A. CUCL2CUO B. NAOH NAOH C. NACLHCL D. CUSO4CU(OH)2