电解池(第二课时)
第三节《电解池》第二课时

阳极材料(碳)和熔融氧化铝需要定期补充
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
AlCl3为分子晶体,在融融状态下不电离,不导电,不能被电解。
冶炼铝设备图
阳极C
烟罩 电解质 熔融 态铝 钢壳 耐火 材料 阴极C 钢导电棒
三、电解原理的应用
3、粗铜的电解精炼 纯铜
-
+
粗铜
阳极:
- = Zn2+ Zn 阳极泥Zn-2e : 相对不活泼的金 属以单质的形式沉积在电 Fe Fe -2e- = Fe2+ 解槽底 ,形成阳极泥 Ni Ni -2e- = Ni2+
Cu Ag Au
Cu-2e- = Cu2+ 阳极泥
CuSO4溶液
略过量 2+ Na2CO3 溶液 除Ca2+. Ba
Na+、 Cl-、
适量HCl溶液 调节PH 除 CO32- 、OH-
Na+、 Cl-
CO32-
、
OH-
以氯碱工业为基础的化工生产
电解饱和食盐水
湿氢气
湿氯气
液碱
H2
Cl2
含氯漂白剂
NaOH
金属冶炼 有机合成
HCl 盐酸
有机合成
有机合成、造纸
氯化物合成
通电
2NaOH +Cl2↑+H2 ↑
电解 2Cl 2 H 2O Cl2 H 2 2OH
若电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为: 阴极附近的溶液无色变为红色 ,两极极板上都有气体 ___________ 产生,如何检验气体的种类? 阳极:产生刺激气体使湿润KI淀粉试纸变蓝色.
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
4-3电解池第2课时ppt

pH 值
复原
阴极(Cu2+ H+):Cu2++ 2e-=2Cu
CuCl2 阳极:(Cl- OH-) : 2Cl--2 e- =Cl ↑ 2 CuCl2
电解
增 减小 大
Cu+Cl2 ↑
加适量 CuCl2 晶体
⑶电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质和水都 有一部分被电解,如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 等。 电解CuSO4溶液 阳极 : 4OH--4e-=2H2O +O2↑ 阴极 : 2Cu2+ +4e-=2Cu 总反应: 2CuSO4 +2H2O = 2Cu+O2↑ +2H2SO4 电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢 复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。
6、用铂电极电解 1L Cu(NO3)2 和 KNO3 混合 溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气 体。求: (1)电解后溶液的pH
pH=0
(2)确定析出铜的物质的量 0.5mol
电解 水型
电解 电解 质型 水. 电解 质同 时电 解型
H2SO4 阳极: 4OH- ̶ 4e- = O2↑+2H2O 强碱 NaOH 阴极: 活泼金属含 4H+ + 4e- = 2H2↑ Na2SO4 氧酸盐 阳极:2Cl- ̶ 2e- = Cl2↑ 无氧酸 HCl 阴极:2H++2e- = H ↑ 2 不活泼金属 阳极:2Cl- ̶ 2e- = Cl2↑ CuCl2 阴极:Cu2++2e- = Cu 无氧酸盐 活泼金属 阳极:2Cl- ̶ 2e- = Cl2↑ NaCl 无氧酸盐 阴极:2H++2e- = H2↑ 阳极: 不活泼金属 CuSO 4OH- ̶ 4e- =O2↑+2H2O 4 阴极: 含氧酸盐 2Cu2++4e- = 2Cu
电解池学案(第2课时)

第3节《电解池》学案(第2课时)【学习目标】1、掌握电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气的反应原理,阴阳两极电极反应式的书写,两极的现象,总反应方程式,2、了解电解槽装置3、掌握电镀的原理,知道待镀金属和镀层金属分别作的电极,知道电镀液的选择,能够写出两极的电极反应式,4、掌握电解精炼铜的原理,知道纯铜和粗铜所作的电极,知道电解液的选择,能够写出两极的电极反应式,5、了解电冶金,了解金属Na、Mg、Al的制备。
【复习】写出总反应的化学方程式(1)(2)(4)(4)(5)(6)(7)(8)【基础知识导学】(一)氯碱工业1、电解饱和食盐水以制备、和,叫氯碱工业。
2、按右图装置,在U型管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒作极,一根铁棒作极,同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液并把湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极出口处,连接直流电源。
(1)描述两极上的现象:阴极:阳极:(2)实验原理分析阳极(放电顺序):( 反应) 阴极(放电顺序)( 反应)在上述反应中,由于 在阴极上 电子而生成 ,破坏了 ,促进了 ,结果阴极区溶液里因 的浓度的增大而呈 性.故阴极区的产物是 ,区的产物是 .总反应的方程式为: (3)你认为实验室模拟氯碱工业,存在哪些问题?3、 氯碱的工业生产—离子交换膜法 (1)离子交换膜电解槽的组成离子交换膜电解槽由阳极 、阴极 、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒组成,如右图表示一个单元电解槽。
(2)A 、B 、C 、D 、E 、F 各口加入(或出来)的物质A B C D E F (3)描述阴阳两上的现象,写出两极的电极反应和总反应方程式阴极: ,现象: 。
阳极: ,现象: 。
总反应方程式:(4)离子交换膜的作用 ① ② (5)原料的精制①粗盐中含有 、 、 、 和Fe 3+等杂质②杂质的危害 ③除杂质的过程(在上边括号内填写除杂试剂,在下边括号内填写除去的杂质)(除 ) ( )注意:a、除杂试剂的加入顺序有多种选择,但Na2CO3必须在BaCl2之后,加入盐酸必须在过滤之后。
《电解池 第2课时》示范公开课教学课件【化学人教版高中选修1(新课标)】

二、讲授新课
牛刀小试
以石墨为电极电解下列溶液,请写出电极反应式及总反应的化学方程式。
(1)CuCl2溶液:
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑
H2O
H+ + OH-
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
电解
总反应式: CuCl2
Cu + Cl2↑
电解
Cu2+ + 2Cl-
二、讲授新课
结论:
氯碱工业发生的电极反应式及总反应方程式:
阳极反应: 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极反应: 2H2O + 2e− = H2 ↑ +2OH−
总反应式:
电解
2NaCl+2H2O
H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH
电解
2Cl-+2H2O
H2↑+ Cl2↑+ 2OH-
二、讲授新课
交流研讨四
2.铜的电解精炼 交流研讨五
已知粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质,试讨论如何通 过电解的方法将粗铜提纯?阴、阳极上分别发生什么反应?
二、讲授新课
粗铜为阳极,纯铜为阴极, CuSO4溶液为电解液进行电解。
阳极反应: Zn -2e-=Zn2+
纯铜
Fe-2e-=Fe2+
Ni -2e-=Ni2+
二、讲授新课
三、电解原理的应用
1.氯碱工业 习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。
二、讲授新课
交流研讨三
在NaCl溶液中,NaCl电离出 Na+、Cl- ,H2O电离出 H+、OH-。电后,在 电场的作用下, Na+、H+ 向阴极移动,Cl-、OH- 向阳极移动。
电解池第二课时

1.下面哪个电解池是用于电镀的?
C
CuCu
Fe Ag
Cu
CuCl2溶液 (1)
FeSO4溶液 (2)
AgNO3溶液 (3)
2.在50mL 0.2mol/L的CuSO4溶液中插入 两个电极,通电电解(不考虑水分蒸发), 则: ⑴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 不变 。 ⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极 反应式是 Zn -2e-=Zn2+
第三节 电解池
第二课时
学习目标 1、熟知电解饱和食盐水、电镀、电 解精炼铜、电冶金的原理,会写其 电极反应式及化学方程式。 2、学会电解的有关计算。
1.在CuSO4溶液中,插入两个电极进行电解。 (1)若两极均为Pt电极,则阳极反应式是 4OH--4e-=2H2O+O2 ↑ ,阴极反应式 是 2Cu2++4e-=2Cu ,电解的化学方程式是 2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4 。 (2)若两极均为铜片,则阳极反应式 是 Cu-2e-=Cu2+ ,阴极反应式 是 Cu2++2e-=Cu ,电解过程中溶液的浓度变化 是 不变 。
二、电解原理的应用
1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气、和 氢气(氯碱工业)
阳极(石墨): 2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极(石墨): 2H+ + 2e- = H2↑ 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
电解
如何检验两极产物?
阳极: Cl2
使湿润的KI淀粉试纸 (变蓝) 阴极: NaOH 滴入酚酞,溶液变红
2.在50mL 0.2mol/L的CuSO4溶液中插 入两个电极,通电电解(不考虑水分蒸 发),则: ⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴 极上放电,当电路中有0.01mol电子通 过时,阴极增重 0.32 g,阴极上的电 极反应式是 Cu2+ +2e-=Cu
第三节 电解池(第二课时)

电解
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
溶液pH:增大 恢复方法:加HCl
电解方程式书写
溶液中阳离子: H+ Cu2+ 阳极C
放电顺序: H+<Cu2+
阴极C
阴极: 2Cu2++ 4e- = 2Cu
溶液中阴离子: OH- SO42-
氧 气
CuSO4溶液
铜
放电顺序: OH- >SO42阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
Ⅲ Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 如CuCl2 、HCl Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型 如NaCl、KCl
Ⅳ
Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3
Ⅱ与Ⅳ区:电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH
电解方程式书写
溶液中阳离子:H+、Cu2+ 阳极C
放电顺序:Cu2+> H+
阴极C
阴极:Cu2++ 2e-=Cu
溶液中阴离子:OH-、Cl-
氯 气
CuCl2溶液
铜
放电顺序:Cl-> OH-
阳离子在阴极上得电子 阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴离子在阳极上失电子 电解 总反应 CuCl2 Cu+Cl2 ↑
阳极:①活性材料(活泼性大于Ag, 包括Ag)作电极时:电子材料在阳极 失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离 子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时: 溶液中阴离子的放电顺序是: S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 -、 SO42-等含氧酸根离子>F-
4.3 电解池(第二课时)

阳极:还原性强的离子先失电子(须熟记!)
除Pt、Au、石墨的外活性电极
金属 > S2->I->Br->Cl->OH-(水) >NO3->SO42->F-
想一想
H 2O
电解硫酸钠溶液中 1、溶液中哪些微粒? 会有怎样的结果: 2、通电后阳极区有哪些离 2Na++ SO4
2—
Na2SO4 =
子?阴极区又有哪些离子? 3、哪个离子先放电?
△ H <0 △G <0
由电极本身决定
正极:流入电子 负极:流出电子 (外电路)负极 → 正极 (外电路)正极→负极 负极:Zn - 2e- =Zn2+(氧化反应) 正极:2H+ + 2e- =H2↑(还原原应) 化学能→ 电能 自发的氧化还原反应
电流方向
电极反应
能量转化
化学反应
>0 △G >0 不自发的氧化还原反应 △ H
-- ee e
石墨
+ ¯
ee-
石墨
阴极 阳极
H2
+ + H+ H
Cl¯
e-Cl2e
+ Na+
OH OH¯ ¯
饱和NaCl溶液
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
Cl2 + 淡盐水
阳 极
H2 - NaOH溶液
Cl2 Na+ Cl—
H+
阴 极
碳钢网
金属钛网
阳 极 室
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
阴 极 室
第三节:电解池
一、电解原理
1.电解: 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起
最新【人教版】化学选修四:4.3《电解池(第2课时)》ppt课件课件PPT

学生分组探究一 电解原理的应用 第 1 步探究——问题引入,自主探究 1.电解饱和食盐水时,阴极上的产物是什么? 【提示】 阴极产生 NaOH 和 H2。 2.电解精炼铜时,粗铜中的杂质发生了什么变化? 【提示】 比铜活泼的金属被氧化(如锌、铁等);比铜活泼性 弱的金属形成阳极泥(如 Ag、Au 等)。
4.电冶金 (1)本质:使矿石中的金金属属离离子子获得电子,从它们的化合物中 还原出来。如 Mn++ne-===M。
(2)电冶金:电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些活 泼金属单质的制取,如冶炼 NNaa、、CCa、a、MMg、AAll 等活泼金属。
(3)举例
2.工业上用电解法制备金属镁用 MgCl2 还是 MgO?能用电 解 AlCl3 的方法制备金属铝吗?
2.关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极),下列叙 述正确的是 ( )
A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色 B.若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液,溶液呈棕黄色 C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌 后溶液呈中性
【解析】 电解食盐水时发生的反应: 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极:2H++2e-===H2↑ 总反应:2NaCl+2H2O=电==解==2NaOH+H2↑+Cl2↑ 对照分析选项,C 错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的 Cl2, 滴加 KI 溶液后发生反应:Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕黄色, B 正确;阴极附近产生大量的 OH-,滴加酚酞后变红色,A 错误; 电解后生成 NaOH,溶液呈碱性,D 错误。 【答案】 B
4.下列关于铜电极的叙述中,正确的是( ) A.铜锌原电池中铜是正极 B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极 C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极 D.电解稀硫酸制 H2、O2 时铜作阳极
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【总55】 第三节 电解池(第二课时)
一、学习目标
1.知道铜的电解精炼和电镀铜的原理,
2.知道氯碱工业反应原理;
3.能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式。
学习重难点:知道氯碱工业反应原理。
二、学习过程
1.电解食盐水
(1)通电前,饱和食盐水中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?
(2)在电解装置中可否选用铜作阴、阳极的电极材料,为什么?
(3)通电后,溶液中的离子运动发生了什么变化?
(4)通电后,溶液中的在阴、阳放电的是什么离子?
(5)电解后,在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么?怎样初步检验两极产物的生成?
【知识总结】氯碱工业:电解 制 、 和 。
电极反应方程式:
阳极: 阴极: 总方程式 该电解池中阳极用 电极(金属、惰性)
2.铜的电解精炼
一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质(如锌、铁、镍、银、金等),这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求,如果用以制电线,就会大大降低电线的导电能力。
因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
粗铜 含杂质( 等)
阳极:Zn Fe Ni Cu
阴极 :
电解时,通常把 作阴极,把 作阳极,
用含有 作电镀液。
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成
思考:电解完后,CuSO 4溶液的浓度有何变化?
由上图可以看出当含杂质的铜在阳极不断溶解时,金属活动性顺序表中铜以前的金属杂质如Zn 、Fe 、Ni 等,也会同时失去电子,如:
Zn -2e -===Zn 2+ Fe -2e -===Fe 2+ Ni -2e -===Ni 2+
[讲解]但是它们的阳离子比Cu 2+难以还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解液里。
而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等金属杂质,因为给出电子的能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来,当阳极上的Cu 失去电子变成离子溶解之后,它们是以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。
工业上就是通过以上电解原理来精炼铜的。
电解时,由于阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相同,所以溶液中 CuSO 4的浓度基本保持不变。
3. 电镀
原理:电镀是利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程,它是电解原理的又一重要应用。
电镀可以使金属更加美观耐用,增强
防锈抗腐能力。
例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁
有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。
防止钢铁发生腐蚀
的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、
铬、
镍等。
①电极:
阳极—— 金属或惰性电极
阴极—— 金属制品
②电镀液:含有 金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO 4的浓度保持
(阴极:待镀金属制品。
阳极:镀层金属。
电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。
)
电镀的目的:电镀可以使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐能力。
例如:自行车的把手及车圈,镀上一层铬后,既美观又耐蚀,铁制水龙头镀上耐蚀镀层后,可延长其使用寿命。
在铁、铝等的表面镀上金、银,不但物美价廉,而且可以节省资源。
3、 电冶金
对于 、 、 、 这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。
工业上用电解 的方法制取金属钠,方程式
阳极 阴极
工业上用电解 的方法制取金属镁,方程式
工业上用电解 的方法制取金属铝,方程式
提出疑惑
同学们,通过你的学习,你还有哪些疑惑,请把它写下来.
疑惑点:
铁片
片 硫酸铜溶液。