电解池高中化学选修课件(原文).ppt

1、1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了在阴极附近产生了一种在阴极附近产生了一种银白色银白色金属金属,随即形成随即形成紫色紫色的火的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。当时在社会上引焰，这就是发现钾元素的主要过程。当时在社会上引起了轰动，他又用电解法发现了钠、钙、锶、钡、硼、起了轰动，他又用电解法发现了钠、钙、锶、钡、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的人。硅等元素，

2、戴维成为发现化学元素最多的人。这其中的奥妙是什么呢？这其中的奥妙是什么呢？通电时，物质的变化时如何发生的呢？通电时，物质的变化时如何发生的呢？【实验实验1】甲甲实验实验步骤步骤如如甲甲图所示，将两根石墨碳棒分图所示，将两根石墨碳棒分别插入盛有别插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型管型管中，观察现象。中，观察现象。实验实验现象现象结论结论 无现象无现象 不发生任何反应不发生任何反应【实验实验2】乙乙实验实验步骤步骤如如乙乙图所示，将用导线连接在一起的图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的溶液的U型管中，观察现象型管中，观察现象。实验实验现象现象结论结论

3、 无无 现现 象象 没有构成原电池没有构成原电池阳极：阳极：与电源与电源正极相连的极正极相连的极阴极：阴极：与电源与电源负极相连的极负极相连的极阴阴极极阳阳极极【实验实验3】实验实验步骤步骤如图所示，将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入盛有CuCl2溶液的烧杯中，再接通12 V直流电,观察现象。约35 min后切断电源。实验实验现象现象结论结论 阴极石墨棒上覆盖了一层红色物阴极石墨棒上覆盖了一层红色物质，阳极石墨棒上有刺激性气味质，阳极石墨棒上有刺激性气味的气体产生，该气体使湿润的碘的气体产生，该气体使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。化钾淀粉试纸变成蓝色。通电后发生了化学反应通电后发

4、生了化学反应思考思考1 1：氯化铜溶液中含有哪些微粒：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考思考2 2：在通电时这些微粒各向什么区移动？：在通电时这些微粒各向什么区移动？思考思考3 3：根据实验结果分析阳极和阴极各发生什：根据实验结果分析阳极和阴极各发生什么反应？属于哪种反应类型？么反应？属于哪种反应类型？阳离子：阳离子：Cu2+H+阴离子：阴离子：Cl-OH-Cu2+H+向阴极区移动向阴极区移动；Cl-OH-向阳极区移动向阳极区移动2Cl-2e-=Cl2 氧化反应氧化反应 阴极区：阴极区：Cu2+2e-=Cu 还原反应还原反应 阳极区：阳极区：【思考与交流思考与交流】Cu-2e-=Cu2+4、在阴极

5、和阳极什么离子放电？Cu2+H+向阴极区移动；根据放电规律，阳离子在阴极发生还原反应，如果是惰性电极阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极阳极与电源正极连接，发生氧化反应；电解池就是把化学能转化为电能的装置。不发生任何反应2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？并分成阳离子组和阴离子组。应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解法是最有力的氧化还原手段。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?1799年，当

6、意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。2Cl-2e-=Cl2电解质溶液须待提纯金属的离子一、电解原理使使直流电直流电通过电解质溶液而在通过电解质溶液而在阴、阳两极引起阴、阳两极引起氧化还原反应氧化还原反应的过程。的过程。(一一)电解：电解：【明明

7、 确确】1.1.电流是发生氧化还原反应的根源和动力；电流是发生氧化还原反应的根源和动力；2.2.阴阳离子在做定向移动的同时，也在两极发生了氧化还阴阳离子在做定向移动的同时，也在两极发生了氧化还原反应，生成了新物质；原反应，生成了新物质；金属导电是自由电子的定向运动金属导电是自由电子的定向运动形成的，不形成的，不发生发生反应，无新物质生成，反应，无新物质生成，两者有本质区别。两者有本质区别。3.3.电解质溶液导电电解质溶液导电过程就是过程就是电解质的电解电解质的电解过程。过程。(二二)电解池电解池1.1.定义：定义：把电能转变为化学能把电能转变为化学能的装置。的装置。2.2.构成构成条件：条件：

8、直流电源直流电源阴阳电极阴阳电极电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质形成闭合回路形成闭合回路 当一个电极存在多种可能离子时当一个电极存在多种可能离子时,为什么不是为什么不是共同放电，而是只有一种离子放电？你认为阳共同放电，而是只有一种离子放电？你认为阳离子得电子能力及阴离子失电子能力与什么因离子得电子能力及阴离子失电子能力与什么因素关？素关？【思考与交流思考与交流】影响离子放电的因素：影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力 离子的浓度离子的浓度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。（三）离子放电顺序（三）离子放电顺序

9、1 1、阴极：、阴极：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Zn2+Al 3+金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。2、阳极：、阳极：金属金属 S2IBrClOH含氧酸根含氧酸根F 除除PtPt、AuAu、石墨等、石墨等惰性电极惰性电极除外除外氧化性强的离子氧化性强的离子先先得电子得电子还原性强的离子还原性强的离子先先失电子失电子【想一想想一想】以石墨为电极电解硫酸钠溶液，阴极和阳极以石墨为电极电解硫酸钠溶液，阴极和阳极的产物分别是什么？的产物分别是什么？1 1、溶液中哪些微粒？、溶液中哪些微粒？2 2、通电后阳极区有哪些离子？、通

10、电后阳极区有哪些离子？阴极区又有哪些离子？阴极区又有哪些离子？3 3、哪个离子先放电？、哪个离子先放电？4OH4e2H2O+O24H+4e2H2 总反应：总反应：阳极阳极：阴极：阴极：2H2O O2+2H2 电解电解【方法小结方法小结】1.1.分析溶液中存在的分析溶液中存在的所有离子所有离子（包括水的电离）（包括水的电离）2.2.并分成并分成阳离子组阳离子组和和阴离子组阴离子组。3.3.根据根据放电规律放电规律，阳离子在阴极阳离子在阴极发生还原反应，发生还原反应，如果是如果是惰性电极惰性电极阴离子在阳极发生氧化反应，完阴离子在阳极发生氧化反应，完成电极反应式。（注意得失电子守恒）成电极反应式。

11、（注意得失电子守恒）电电 离离电电 解解条件条件过程过程举例举例特点特点联系联系电解质溶于水电解质溶于水或熔融状态下或熔融状态下电解质电离后，电解质电离后，再通直流电再通直流电电解质电离成为电解质电离成为自由移动的离子自由移动的离子阴阳离子定向移阴阳离子定向移动，在两极放电动，在两极放电CuClCuCl2 2=Cu=Cu2+2+2Cl+2Cl-只产生自由只产生自由移动的离子移动的离子发生氧化还原反发生氧化还原反应，形成新物质应，形成新物质电解必须建立在电离的基础上电解必须建立在电离的基础上CuClCuCl2 2=Cu+Cl=Cu+Cl2 2电解电解形成形成条件条件定义定义装置装置实例实例电解池

12、电解池原电池原电池装置装置自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电子电子流向流向电极电极反应反应电极电极名称名称电解池电解池原电池原电池装置装置4、在阴极和阳极什么离子放电？用湿润的淀粉 KI试纸靠近阳极，若变蓝2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？电流是发生氧化还原反应的根源和动力；阴阳离子定向移动，在两极放电1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1、通电前溶液中存在哪些离子？这些离子运动情况如何？金属越不活泼，其

13、阳离子氧化性越强，越容易得电子。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?阴阳离子定向移动，在两极放电通电时，物质的变化时如何发生的呢？1799年，当意大利人发明了最原始的电池伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出

14、现红色字迹。电解时阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极2、通电后阳极区有哪些离子？如乙图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。Cu2+2e-=Cu【小结小结】电解池电解池就是把化学能转化为电能的装置。就是把化学能转化为电能的装置。阳极阳极与电源与电源正极连接正极连接，发生，发生氧化反应氧化反应；阴极阴极与电源负极连接，发生还原反应。与电源负极连接，发生还原反应。电解时电解时阴离子移向阴离子移向阳极阳极，阳离子移向阳离子移向阴极阴极。电解法是最有力的氧化还原手段。电解法是最有力的氧化还原手段。石墨石墨 石墨石墨 粗铜粗铜

15、 纯铜纯铜 纯铜纯铜 铁铁CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液(A)(B)(C)1 1、通电前溶液中存在哪些离子？这些离子运、通电前溶液中存在哪些离子？这些离子运动情况如何？动情况如何？设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验二、电解原理的应用二、电解原理的应用【实验思考实验思考】（一）电解饱和食盐水（一）电解饱和食盐水3 3、通电后离子的运动情况有何变化？、通电后离子的运动情况有何变化？2 2、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？、电解装置中可否用铁做阴阳极材料？4 4、在阴极和阳极什么离子放电？、在阴极和

16、阳极什么离子放电？5 5、在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？、在阴极区和阳极区分别得到的产物是什么？如何证明？如何证明？【实验设计实验设计】【实验现象实验现象】用湿润的淀粉用湿润的淀粉 KIKI试纸靠近阳极，若变蓝试纸靠近阳极，若变蓝 在阴极收集一瓶气体，在阴极收集一瓶气体，靠近火源能听到靠近火源能听到“噗噗”在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红Cl2H2NaOH两极均有气体产生，阳极两极均有气体产生，阳极产生的气体可以使湿润的产生的气体可以使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，碘化钾淀粉试纸变蓝色，阴极附近溶液变红色。阴极附近溶液变红色。写出阴极、阳极的电极反应式写出阴极

17、、阳极的电极反应式NaOH2HClOH2NaCl2222电解阳极：阳极：2Cl-2e-=Cl2阴极：阴极：2H+2e-=H2电解的化学方程式电解的化学方程式 钛网钛网碳钢碳钢（阳离子）（阳离子）氯碱工业氯碱工业（二）电镀和铜的电解精炼（二）电镀和铜的电解精炼1 1、电镀：、电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。一薄层其它金属或合金的方法。增强增强金属金属抗腐蚀能力，增加美观抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。和表面硬度。目的：目的：电极材料：电极材料：阳极阳极镀层金属镀层金属阴极阴极待镀金属待镀金属电镀液：电镀液：含含镀层金属离子镀层金属离子

18、的电解质溶液的电解质溶液【实验实验设计】设计】钥匙上镀铜钥匙上镀铜【实验实验设计】设计】钥匙上镀铜钥匙上镀铜Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu阴极阴极阳极阳极电解后电解质溶液的浓度不变电解后电解质溶液的浓度不变镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极4H+4e2H2 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过程。电解必须建立在电离的基础上在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。金属越不活泼，其阳离子氧化性越强，越容易得电子。正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）2Cl-2e-=C

19、l2思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验思考3：根据实验结果分析阳极和阴极各发生什么反应？属于哪种反应类型？4、在阴极和阳极什么离子放电？电解后电解质溶液的浓度不变阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。阳极：与电源正极相连的极当一个电极存在多种可能离子时,为什么不是共同放电，而是只有一种离子放电？你认为阳离子得电子能力及阴离子失电子能力与什么因素关？2 2、铜的电解精炼、铜的电解精炼电极材料：电极材料：阳

20、极阳极粗铜粗铜阴极阴极纯铜纯铜电解液：电解液：CuSOCuSO4 4溶液溶液在纯铜上析出铜，粗铜中的多数杂质沉积在在纯铜上析出铜，粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部得到阳极泥，电解后硫酸铜溶液电解槽底部得到阳极泥，电解后硫酸铜溶液的浓度的浓度减少减少。Cu-2e-=Cu2+Cu2+2e-=Cu（三）电冶金（三）电冶金制取钠制取钠电解熔融的氯化钠电解熔融的氯化钠2Cl-2e-=Cl22Na+2e-=2Na阴极阴极阳极阳极电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解池电解精炼池电解精炼池电镀池电镀池定义定义形成形成条件条件电极电极名称名称电极电极反应反应将将电能电能转变

21、成转变成化学能化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些应用电解原理在某些金属表面金属表面镀镀上一层其上一层其它它金属金属的装置。的装置。两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶液电极插人电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路镀层镀层金属接电源金属接电源正正极极待镀待镀金属接电源金属接电源负负极极电镀液须含有镀层金电镀液须含有镀层金属的离子属的离子阳极：电源正极相连阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阳极：镀层金属；阴极：镀件阴极：镀件阳极：氧化反应阳极：氧化反应 阴极：还原反应阴极：还原反应应用电解原理将不纯应用电解原理将不纯的金属的金属提纯提纯的装置。的

22、装置。不纯不纯金属接电源金属接电源正正极极纯纯的金属接电源的金属接电源负负极极电解质溶液须待提纯电解质溶液须待提纯金属的离子金属的离子阳极：不纯金属；阳极：不纯金属；阴极：纯金属阴极：纯金属镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极Cu2+2e-=Cu思考1：氯化铜溶液中含有哪些微粒?思考2：在通电时这些微粒各向什么区移动？如乙图所示，将用导线连接在一起的两根石墨碳棒插入盛有CuCl2溶液的U型管中，观察现象。在阴极附近产生了一种银白色金属,随即形成紫色的火焰，这就是发现钾元素的主要过程。2、通电后阳极区有哪些离子？阳极与电源正极连接，发生氧化反应；2Cl-2e-=Cl2Ag+Hg2+Fe3+Cu2

23、+H+Pb2+Zn2+Al 3+2、通电后阳极区有哪些离子？设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极电解池、电解精炼池、电镀池的比较B 铂片端作阴极，发生氧化反应在阴极附近滴加酚酞，溶液能变红4、在阴极和阳极什么离子放电？4OH4e2H2O+O2CuCl2=Cu+Cl2某学生设计了一个某学生设计了一个“黑笔写红字黑笔写红字”的趣味实验。的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（述正确的是（）A 铅笔端作阳极，发生还原反应铅笔端作阳极，发生还原反应 B 铂片端作阴极，发生氧化反应铂片端作阴极，发生氧化反应 C 铅笔端有少量的氯气产生铅笔端有少量的氯气产生 D a点是负极，点是负极，b点是正极点是正极【练一练练一练】D