电解原理及其应用PPT课件

2 5 。C 1000mL
第四元 电解原理及其应用
第一节 电解原理
一、电解原理 三、电镀铜 五、电解水
二、铜的电解精炼 四、电解硫酸铜溶液
第二节 氯碱工业
一、电解饱和食盐水反应原理
二、离子交换膜法制烧碱
单元小结及练习讲评
第四单元 电解原理及其应用
【复习原电池】
1、原电池构成条件：
是化学能转变为 电能的装置！
两导体连接后同时浸入电解质溶液中。
（1）两个电极：
①正极：金属或其它导体，并在导体上发生还原反应；
②负极：能发生氧化反应的物质或导体； 如比正极 活泼 的金属，或氢气、甲烷等；
（2）电解质溶液：
导电作用；一般阴离子移向负极（因负极有阳离子产 生），阳离子移向正极起导电作用或在正极获得电子；
电极本身参加氧化反应：
③电解质溶液或熔融电解质；
4、电解池的工作原理：
电子从电源 负极给出
电子流回电 源正极
电子进 入电解 池的 阴极
阳离子移向阴 极而导电
阴离子移向阳 极而导电
电子从 电解池 的阳极 流出
阳离子得电子 （发生还原反应）
阴离子（或非惰性电极） 失电子（发生氧化反应）
电解原理工作示意图
阳离子得 电子发生 还原反应
原电池与电解池的比较 e
失去电子 氧化反应
负极
正极
得到电
子还原
反应
阳离子得 电子发生 还原反应
电解质溶液
阴极
－＋
e
阳极
电极材料或阴离 子失电子发生氧
化反应
电解质溶液
－e- ＋
－
阴极
Hale Waihona Puke ＋阳极Cu
e-
oooo oooo oooo oooo oooo
Cl2
oooooooooooo ooooooooooo
Ag Au
纯铜作阴极，粗铜作阳极； 单击电子流动
2、电解精炼铜原理：
①粗铜的溶解与纯铜的生成： 阳极（粗铜）：Cu －2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu
②比铜活泼的金属：Zn.Fe.Ni只溶解，不析出； ③比铜不活泼的金属：Au.Pt.不溶解，而以单质沉积
形成阳极泥； ④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；
3、电极反应及总反应：
①Cu——Zn原电池： 负极：Zn — 2e— = Zn2+ 正极：2H+ + 2e— = H2↑ 总反应式：Zn + 2H+ = Zn + H2↑
②氢气燃烧电池： 酸性条件：负极：2H2 —4e = 4H+ 正极：O2 + 4e + 4H+ = 2H2O
③氢气燃烧电池：
碱性条件：负极：2H2 —4e +4OH— = 4H2O 正极：O2 + 4e +2H2O = 4OH—
e－- ＋
纯铜
CCu u2 +
e-
C u 2+
C u 2+ C u 2+ C u 2+
H+
F e 2+
粗铜
OH-
S O 42S O 42S O 42-
CCu u2 + CCu u2 + C u 2 +
CCu u2 + CCu u2 + F e 2 +
e CCu u2 +
-
C u 2+
Fe
Ag Ag Au
负极：还原剂－e－→氧化产物 （氧化反应） 电极反应：
正极：氧化剂+e－→还原产物 （还原反应）
e
失去电子 氧化反应
负极 e-
正极
得到电
子还原
反应
电解质溶液
单击电子流动
第一节 电解原理
一、电解原理：
1、电解氯化铜溶液：
【实验4——1】电解CuCl2溶液；并检验Cl2
①装CuCl2溶液
——CuCl2晶体的溶解是电离？ 溶液中有几种离子？
（3）自发地发生氧
如Cu——Zn原电池
化还原反应： 电极本身不参加氧化反应：
如H2、O2燃烧电池
2、原电池的工作原理：
e— e— e—
负极给出电子
e—e— e— e—
正极得到电子
（发生氧化反应）
（发生还原反应）
电解质离子定向移动导电 阴离子移向负极
阳离子移向正极
（Zn）
（H+）
（H2、CH4）
（O2）
阳极（镀层金属）：Cu－2e- = Cu2+
阴极（镀件）： Cu2+ + 2e- = Cu
例 在500gCuSO4溶液中，一极为铁，一极为含杂质锌 均匀的粗铜；通电一段时间后切断电源，取出电极，
此时铁极析出7.04g铜，电解质溶液增重0.02g，求粗
铜中含锌的质量分数。 解： Cu2＋～Zn2＋ △m
1mol 1mol 1g
x
x 0.02g
∴Zn溶解为0.02mol×65g·mol－1=1.3g
溶液中Cu2＋析出0.02mol×64g·mol－1=1.28g
锌的质量
1.3g
10% 01.8 4%
分数为： 7.0g41.2g81.3g
－＋
三、电镀铜：
1、电镀铜的装置：
【实验4——2】 铜片
待镀铁 制品
镀件作阴极，镀层金属作阳极， CuSO4溶液 含镀层金属离子的电解质配成电镀液；
2、电镀铜的原理：
阴极
－＋ e
阳极
电极材料或阴离 子失电子发生氧
化反应
电解质溶液
5、放电顺序：
阴极：氧化性强的离子先得电子
金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；H＋(水)
阴极：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+(水)>Pb2+>Fe2+>
阳极：还原性强的金属或离子先失电子
金属（除Pt、Au外）>S2－>I－>Br－>Cl－> OH－(水)>NO3－>SO42－>F－
②分别插入碳棒，取出观察；连接后插入溶液，
取出观察
装置图
③接通直流电源后插入，取出观察，并检验气体；
（1）实验现象及结论：
铜生成于阴极碳棒，氯气产生于阳极碳棒；
（2）电解原理：
①通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl—， Cu2+、Cl—为自由移动的离子； 如图
②通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl—移向阳极
Cu2+
Cl Cl
电解氯化铜溶液实验装置
单击电子流动
Cl- Cl- Cl-
C u 2+
Cl-
C u 2+
ClC u 2+ Cl-
阴极
Ⅰ通电前
－＋
C u 2+
Cl-
ClCl- Cl-
C u 2+
Cu2+ C l -
Cl-
Ⅱ通电后
通电前后溶液里离子移动示意图
阳极
二、铜的电解精炼：
1、电解精炼铜的装置：
失去电子；
如图
③电极反应：
阳极：2Cl— － 2e— = Cl2↑（氧化反应） 阴极：Cu2+ ＋ 2e— = Cu（还原反应）
总反应式：CuCl2 电解 Cu + Cl2↑
2、电解：
使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两 极引起氧化还原反应的程，叫做电解。
3、构成电解池的条件：
是电能转变为化 学能的装置！ ①直流电源； 与电源负极相连的电极为阴极 ②阴、阳电极 与电源正极相连的电极为阳极