电解质在通电情况下的变化课件.ppt

1、第七章第七章 探究电解质溶液的性质探究电解质溶液的性质原电池原电池必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应 G Zn Cu H2SO4溶液溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：负极：Zn 2e-Zn2+正极：正极：2H+2e-H2电池总反应：电池总反应：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？(1)有两个活动性不同的导体作电极有两个活动性不同的导体作电极 (2)两电极都两电极都接触接触电解质溶液（酸、碱、盐）电解质溶液（酸、碱、盐）正极、负极、电解质溶液构成

2、闭合回路正极、负极、电解质溶液构成闭合回路(3)负极材料能与电解质溶液能发生自发进行负极材料能与电解质溶液能发生自发进行的氧化还原反应。的氧化还原反应。把把化学能转化为电能化学能转化为电能的的装置。装置。闭合闭合电路电路电极相连电极相连接触接触电解质溶液电解质溶液自发的氧化还原自发的氧化还原反应分两处进行反应分两处进行简单原电池的正负极和电子流向如何？简单原电池的正负极和电子流向如何？氧化反应氧化反应Zn-2eZn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离

3、子判断下列装置，哪些能形成原电池判断下列装置，哪些能形成原电池?NaOHAlC(A)酒精酒精 ZnCu(B)H2SO4ZnZn(C)(D)H2SO4ZnCuH2SO4ADE盐桥盐桥(E)一、电解氯化铜溶液CCCuCl2溶液溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？吗？e-e-e-e-通电时离子和电子的移动方向通电时离子和电子的移动方向 Cu2+H+OH-Cl-电极电电极电势高势高电极电电极电势低势低+【实验】【实验】1实验现象及结论：实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层与电

4、源负极相连的碳棒有一层红色的红色的铜铜生成。生成。发生还原反应发生还原反应 阴极阴极。与电源正极相连的碳棒上有气与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是泡产生，经检验，是氯气氯气。发生氧化反应发生氧化反应 阳极。阳极。反应式：反应式：CuCl2 Cu+Cl2 CCCuCl2溶液溶液CuCl2阴极阴极阳极阳极电解2电解氯化铜溶液原理：电解氯化铜溶液原理：通电前：通电前：CuCl2 Cu2+2Cl，Cu2+、Cl为自由移动的离子；为自由移动的离子；通电后：通电后：Cu2+移向阴极得到电子，移向阴极得到电子，Cl移向阳极失去电子；移向阳极失去电子；电极反应：电极反应：阳极：阳极：2Cl 2eCl

5、2（氧化反应（氧化反应）阴极：阴极：Cu2+2eCu（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：CuCl2 Cu+Cl2Cl-Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-通电前通电前Cu2+Cu2+Cu2+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-阴极阳极通电后通电后电解1.1.电解电解 概念概念:使电流通过电解质溶液使电流通过电解质溶液(或熔化或熔化的电解质的电解质)而在阴阳两极引起氧而在阴阳两极引起氧化化还原反应的过程还原反应的过程二二、电解原理及其应用电解原理及其应用2.2.电解池电解池(1)(1)装置特点：将电能转化转化为化学能装置特点：将电能转化转化为化学能(2(2)形成条件形成

6、条件两个电极（只说阴、阳极，不能讲正负极）两个电极（只说阴、阳极，不能讲正负极）电解质溶液电解质溶液 (或熔化的电解质或熔化的电解质)直流电源（形成闭合回路）直流电源（形成闭合回路）3 3电极的判断电极的判断阴极：阴极：与电源负极相连，电子流入，发生还原反应与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应Cu2+H+OH-Cl-e-e-（1）在阳极上）在阳极上活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳活性材料作电极时：金属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。离子进入溶液，阴离子不容易在电极上

7、放电。用惰性电极用惰性电极(Pt(Pt、石墨、石墨)时：溶液中阴离子的放电顺序：时：溶液中阴离子的放电顺序：（2）在阴极上）在阴极上无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：（与金属活动性顺序相反）（与金属活动性顺序相反）4 4电解电极产物的判断：电解电极产物的判断：（一）氯碱工业简介一）氯碱工业简介1、概念：、概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制工业上用电解饱和食盐水的方法来制烧碱、氯气、氢气，并以它们为原料生烧碱、氯气、氢气，并以它们为原

8、料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。产一系列化工产品，称为氯碱工业。三、氯碱工业三、氯碱工业2、氯碱工业产品：氯碱工业产品：电解饱和食盐电解饱和食盐水水NaOH Cl2 H2含氯漂白剂含氯漂白剂HCl 有机合成有机合成 造纸造纸 玻璃玻璃 肥皂肥皂 纺织纺织 印染印染 有机合成有机合成合成氯化物合成氯化物 农药农药 有机合成有机合成 金属冶炼金属冶炼（二）氯碱工业原理（二）氯碱工业原理思考思考:（1）电解池的两极各产生什么现象）电解池的两极各产生什么现象?若在两若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成）怎样初步检验两极产物的生

9、成?在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。极，一根铁棒作阴极。接通直流电源接通直流电源1.电解食盐水电解食盐水现象：现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：阴极：2H+2e-H2总式：总式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2(条件条件:通直流电通直流电)电解nNaClNaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，微弱电离，因

10、此在溶液中存在着微弱电离，因此在溶液中存在着NaNa、H H、ClCl、OHOH四种离子。当接通直流电源后，带负电的四种离子。当接通直流电源后，带负电的OHOH和和ClCl向向阳极移动，带正电的阳极移动，带正电的NaNa和和H H向阴极移动。在这样的电向阴极移动。在这样的电解条件下，解条件下，ClCl比比OHOH容易失去电子，在阳极被氧化成容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的碘化钾淀氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。粉试纸变蓝。n在阴极，在阴极，H H比比NaNa容易得到电子，因而容易得到电子，因而H H不断地从阴极不断地从阴极获得电子

11、被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。n溶液中的溶液中的H H是由是由水的电离生成水的电离生成的，由于的，由于H H在阴极上不在阴极上不断断得到电子得到电子而生成而生成H H2 2放出，放出，破坏破坏了附近的了附近的水的电离平衡水的电离平衡，水分子继续电离出水分子继续电离出H H和和OHOH，H H又不断得到电子变成又不断得到电子变成H H2 2，结果在结果在阴极区阴极区溶液里溶液里OHOH的浓度相对地增大的浓度相对地增大，使，使酚酞试酚酞试液变红液变红。+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaC

12、l溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室2氯碱工业氯碱工业:离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阴极：碳钢 阳极：钛阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室，把电解槽隔成阴极室和阳极室。和阳极室。（2）离子交换膜的作用：）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠

13、反应生成、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢，而影响氢氧化钠的产量。氧化钠的产量。粗盐的成份：粗盐的成份：泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水精制食盐水杂质的除去过程：杂质的除去过程：粗盐水粗盐水 含少量含少量Ca2+.Mg2+精制精制盐水盐水)SO(BaCl242除过量)(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔).(32FeMgNaOH除过量1、Na2CO3必须在必须在BaCl2之后之后2、加入盐酸在过滤之后

14、、加入盐酸在过滤之后复习思考：n1 1根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定原根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定原电池的电极名称？电池的电极名称？n2 2氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离子、铜离子、氢氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离子、铜离子、氢离子，为什么电解氯化铜溶液时氯离子和铜离子分别在离子，为什么电解氯化铜溶液时氯离子和铜离子分别在电极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧根离子、氢离子电极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧根离子、氢离子放电生成氧气和氢气？放电生成氧气和氢气？n3 3用惰性电极电解时，常见的阴阳离子放电顺序？用惰性电极电解时，常见的阴阳离子放电顺序？n4 4电解加有酚酞的

15、饱和食盐水时什么极附近溶液变红？电解加有酚酞的饱和食盐水时什么极附近溶液变红？为什么？为什么？n5 5精制食盐水时除去精制食盐水时除去CaCa2+2+、MgMg2+2+、SOSO4 42-2-时加入试剂的顺时加入试剂的顺序？序？n1根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定原电池的电极名称？根据什么确定原电池的电极名称？电解池：电解池：与电源负极相连的电极叫与电源负极相连的电极叫阴极；阴极；与电源正极相连的电极叫阳极。与电源正极相连的电极叫阳极。原电池：原电池：较活泼金属电极叫负极；较活泼金属电极叫负极；较不活泼金属电极叫正极较不活泼金属电极叫正极(或能导电的非或

16、能导电的非金属如石墨等金属如石墨等)n2氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离子、铜离子、氢离子，为什么电解氯子、铜离子、氢离子，为什么电解氯化铜溶液时氯离子和铜离子分别在电化铜溶液时氯离子和铜离子分别在电极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧根离子、氢离子放电生成氧气和氢气？根离子、氢离子放电生成氧气和氢气？答：Cu2+H移向阴极，移向阴极，Cu2+比比H容易容易得到电子，因而得到电子，因而Cu2+不断地从阴极获得不断地从阴极获得电子被还原金属铜；电子被还原金属铜；Cl 和和OH移向阳移向阳极，极，Cl比比OH容易失去电子，因而容易失去电子，因

17、而Cl在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子而得到氯气；分子而得到氯气；n3用惰性电极电解时，常见的阴阳离用惰性电极电解时，常见的阴阳离子放电顺序？子放电顺序？阳极：用惰性电极阳极：用惰性电极(Pt(Pt、石墨、石墨)时：溶液中阴离子时：溶液中阴离子的放电顺序：的放电顺序：阴 极：阳 离 子 在 阴 极 上 放 电 顺 序 是阴 极：阳 离 子 在 阴 极 上 放 电 顺 序 是：（与金属活动性顺序相反）（与金属活动性顺序相反）n4电解加有酚酞的饱和食盐水时什么电解加有酚酞的饱和食盐水时什么极附近溶液变红？为什么？极附近溶液变红？为什么？n阴极附近溶液变红

18、。阴极附近溶液变红。n水的电离生成水的电离生成H和和OH，由于，由于H在阴极在阴极上不断上不断得到电子得到电子而生成而生成H2放出，放出，破坏破坏了附了附近的近的水的电离平衡水的电离平衡，结果在，结果在阴极区阴极区溶液里溶液里OH的浓度相对地增大的浓度相对地增大，使，使酚酞试液变红酚酞试液变红。n5精制食盐水时除去精制食盐水时除去Ca2+、Mg2+、SO42-时加入试剂的顺序？时加入试剂的顺序？Na2CO3必须在必须在BaCl2之后；之后；加入盐酸加入盐酸在过滤之后。在过滤之后。1.1.电镀电镀定义定义利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金

19、的过程。其它金属或是合金的过程。装置装置阳极：阳极：Cu-2e Cu2+阴极：阴极：Cu2+2e Cu 电镀的结果，硫酸铜溶液的浓度保持不变。电镀的结果，硫酸铜溶液的浓度保持不变。电镀材料的选择电镀材料的选择阴极阴极镀件镀件电镀液电镀液含有镀层金属离子的溶液含有镀层金属离子的溶液阳极阳极镀层金属镀层金属铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液四、电解原理的应用四、电解原理的应用 2.2.铜的电解精炼铜的电解精炼电极反应式电极反应式阴极阴极（纯铜）（纯铜）:Cu2+2e-Cu (还原反应还原反应)阳极阳极（粗铜）（粗铜）:Cu -2e-Cu2+(氧化反应氧化反应)Zn -2e-Zn2+Ni-2e-N

20、i2+阳极泥阳极泥:相对不活泼的金属相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽以单质的形式沉积在电解槽底底,形成阳极泥形成阳极泥粗铜粗铜纯铜纯铜 CuSO4溶液溶液小结小结与电源正极相连与电源正极相连阳极阳极阴极阴极与电源负极相连与电源负极相连发生氧化反应发生氧化反应阳离子移向阳离子移向阴离子移向阴离子移向发生还原反应发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系、电源、电极、电极反应关系2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金1、池型的判断、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，

21、一般含活泼金属的池为原电池，其余都是多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。在原电池带动下的电解池。小结：一、原电池与电解池的比较及判断：小结：一、原电池与电解池的比较及判断：3、电解池放电顺序的判断、电解池放电顺序的判断阳极放电：阳极放电：1）惰性电极：）惰性电极：则溶液中阴离子放电。则溶液中阴离子放电。2）非非惰性电极惰性电极：电极材料首先失电子。：电极材料首先失电子。阴极放电：阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。原电池，看电极材料，电解池看电源的正

22、负极。实实 质质装置名称装置名称能量转化能量转化电极名称电极名称装置差异装置差异电子流向电子流向电极反应电极反应原电池原电池电解池电解池负极：电子流出负极：电子流出正极：电子流进正极：电子流进阴极：与电源负极相连阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连阳极：与电源正极相连无电源，两极材料不同无电源，两极材料不同有电源，两极材料可同可异有电源，两极材料可同可异正极：得电子还原反应正极：得电子还原反应负极：失电子氧化反应负极：失电子氧化反应阴极：得电子还原反应阴极：得电子还原反应阳极：失电子氧化反应阳极：失电子氧化反应电源负极电源负极 阴极阴极电源正极电源正极 阳极阳极负极负极 正极正极化学能化学

23、能 电能电能电能电能 化学能化学能电极式写法：电极式写法：找物质，标得失找物质，标得失选离子，平电荷选离子，平电荷配个数，巧用水配个数，巧用水负极判断方法：负极判断方法：1、较活泼的金属、较活泼的金属2、电子流出、电子流出3、发生氧化反应、发生氧化反应阳极判断方法：阳极判断方法：1、连电源正极、连电源正极2、发生氧化反应、发生氧化反应3、阴离子移向、阴离子移向原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义化学能转变成电能的化学能转变成电能的装置。装置。将电能转变成化学能将电能转变成化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些金属应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的表面镀上一层其它金属的装置。

24、装置。形成形成条件条件活动性不同两电极活动性不同两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶电极插人电解质溶液液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极，镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属电镀液须含有镀层金属的离子的离子电极电极名称名称负极：较活泼金属；负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等或能导电的非金属等)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：镀件电极电极反应反应负极：氧化反应

25、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：还原反应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应三池比较：三池比较：原电池、电解池、电镀池的比较原电池、电解池、电镀池的比较练习练习1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。2100mL浓度为浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（气的总量，可采用的方法是（）。）。A加入适量的加入适量的6mol/L的盐酸的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液加入数滴

26、氯化铜溶液C加入适量蒸馏水加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液加入适量的氯化钠溶液 Bn1、用两只惰性电极插入、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液溶液中，通电电解。当溶液的中，通电电解。当溶液的pH值由值由6.0下降到下降到2.0(电解过程中溶液体积变化忽略不计电解过程中溶液体积变化忽略不计)，阴，阴极析出铜的质量极析出铜的质量 （）n16 32 64 128n2、用惰性电极电解、用惰性电极电解M(NO3)的水溶液，当的水溶液，当阴极上增重阴极上增重ag时，在阳极上同时产生时，在阳极上同时产生b L氧氧气气(标准状况标准状况)，从而可知，从而可知M的相对原子质量是的相对原子质量是nA

27、.B.C.D.bax4.22bax2.11bax6.5bax5.24.4.用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入50mLAgNO50mLAgNO3 3溶液中，通电电溶液中，通电电解。当电解液的解。当电解液的PHPH值从值从6.06.0变为变为3.03.0时时(设电解时设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是：A A、27mg B27mg B、54mg54mg C C、108mg D108mg D、216mg216mgB.为下图所示装置中，为下图所示装置中，a、b都是惰性

28、电极，都是惰性电极，通电一段时间后，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列极附近溶液呈红色。下列说法正确的是说法正确的是AX是正极，是正极，Y是负极是负极BX是负极，是负极，Y是正极是正极CCuSO4溶液的溶液的PH值逐渐减小值逐渐减小DCuSO4溶液的溶液的PH值不变值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 复习思考n1从电子流动和得失的角度说明电解池工作的原理。n2电解池与原电池的本质区别是什么？从能量转变、装置特点分析。n3指出原电池和电解池中电流方向及溶液中阴阳离子定向移动的方向。n1从电子流动和得失的角度说明电解池工作的原理。n答：电子从直流电

29、源的负极流入电解池阴极，溶液中氧化性较强的阳离子在阴极上得到电子被还原，而在阳极上，溶液中还原性较强的阴离子或阳极材料失去电子发生氧化反应，电子从阳极流入直流电源的正极。n2电解池与原电池的本质区别是什么？从能量转变、装置特点分析。n从能量变化看，电解池是将电能转化为化学能的装置，原电池是将化学能转化为电能的装置。n从装置特点看，原电池不需要外接接电池，是在正负极上发生自发的氧化还原反应，而电解池需要外接直流电源，通常是在电流作用下在阴阳极上发生氧化还原反应。n3指出原电池和电解池中电流方向及溶液中阴阳离子定向移动的方向。n原电池中电流从正极经外电路流入负极，再经过电解质溶液从负极流回到正极。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。n电解池中电流从直流电源正极流入阳极，经电解质溶液从阳极流入阴极，再从阴极流回直流电源负极。溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。