电能转化为化学能电解_精品文档.ppt
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基本概念基本概念:
（1）
（1）电解电解:
让直流电通过电解质溶液或者熔融的电解质让直流电通过电解质溶液或者熔融的电解质,在两个电极上分别发生在两个电极上分别发生_反应和反应和_反应的过程。
反应的过程。
（2）
（2）电解池电解池:
将电能转化成将电能转化成_的装置。
的装置。
（3）（3）电解池的构成条件及工作原理。
电解池的构成条件及工作原理。
构成条件构成条件:
直流电源、固体电极材料、直流电源、固体电极材料、_、形成、形成_。
氧化还原化学能电解质溶液或熔融电解质闭合回路第第22节节电能转化为化学能电能转化为化学能电解电解以电解熔融氯化钠为例讲一下电解池以电解熔融氯化钠为例讲一下电解池工作原理。
工作原理。
电解池阴、阳极的判断电解池阴、阳极的判断阳极阳极材料：
材料：
活性电极活性电极（除铂、金以外的金属除铂、金以外的金属）：
惰性电极惰性电极（石墨、铂、金石墨、铂、金）：
记住这句话：
记住这句话：
电解质导电的过程就是电解过程，发生了化学反应。
电解质导电的过程就是电解过程，发生了化学反应。
阴极阴极不参与电解反应。
不参与电解反应。
阴离子放电；阳极自身失电子阳极自身失电子；活性阳极先于阴离子放电活性阳极先于阴离子放电【归纳提高】阴极：
阴极：
阳极：
阳极：
AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+活泼金属阳离子活泼金属阳离子SS2-2-IIBrBrClClOHOH含氧酸根离子含氧酸根离子阳离子阳离子阴离子阴离子阴极：
阴极：
4H4H+4e+4e-=2H=2H22阳极：
阳极：
4OH4OH-4e-4e-=2H=2H22O+OO+O22总反应式：
总反应式：
（2）
（2）盐酸盐酸阴极：
阴极：
2H2H+2e+2e-=H=H22阳极：
阳极：
2Cl2Cl-2e-2e-=Cl=Cl22总反应式：
总反应式：
2HCl=H2HCl=H22+Cl+Cl22通电通电2H2H22O=2HO=2H22+O+O22通电通电
（1）
（1）稀硫酸稀硫酸（33）AgNOAgNO33溶液溶液4Ag+4e-=4Ag4OH-4e-=2H2O+O24Ag+2H2O=4Ag+O2+4H+通电阴极：
阴极：
2Cu2Cu2+2+4e+4e-=2Cu=2Cu阳极：
阳极：
4OH4OH-4e-4e-=2H=2H22O+OO+O22（44）CuSOCuSO44溶液溶液2Cu2Cu2+2+2H+2H22O=2Cu+OO=2Cu+O22+4H+4H+通电通电总反应：
总反应：
阳极：
阴极：
总反应：
2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H2阳极：
阴极：
总反应式：
通电2Cl-+2H2O=2OH-+Cl2+H2（5）（5）氯化钾溶液氯化钾溶液（6）NaOH（6）NaOH溶液溶液阳极：
4OH-4e-=2H2O+O2阴极：
4H+4e-=2H2总反应式：
总反应式：
2H2H22O=2HO=2H22+O+O22通电通电电解质类型电解质类型实例实例电解对象电解对象电解类型电解类型最高价含氧酸最高价含氧酸强碱强碱最高价含氧酸强碱盐最高价含氧酸强碱盐无氧酸无氧酸无氧酸不活泼金属盐无氧酸不活泼金属盐无氧酸活泼金属盐无氧酸活泼金属盐含氧酸不活泼金属盐含氧酸不活泼金属盐HNO3H2ONaOHH2ONaNO3H2O电解水型HClHClCuCl2CuCl2电解质分解型NaCl溶质和水放氢生碱AgNO3溶质和水放氧生酸电解的类型（惰性电极）【归纳小结】电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:
（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?
若在两极附近均滴加酚酞试液，会若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象有什么现象?
（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成?
（3）结合教材，分析产生这种现象）结合教材，分析产生这种现象的原因。
的原因。
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。
实验装置实验装置1.电解食盐水电解食盐水现象：
现象：
阳极：
有气泡产生，阳极：
有气泡产生，使湿润的淀粉使湿润的淀粉KI试试纸变蓝纸变蓝阴极：
有气泡产生，阴极：
有气泡产生，滴加酚酞溶液变红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:
通电通电）实验装置实验装置
（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。
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+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl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粗盐的成分：
粗盐的成分：
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2.2.铜的电解精炼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。
能力。
因此必须利用电解的方法精炼粗铜。
粗铜粗铜含杂质含杂质（ZnFeNiAgAu等等）纯铜纯铜阳极：
阳极：
ZnZn2+2e-FeFe2+2e-NiNi2+2e-CuCu2+2e-ZnFeNiCuAgAu阴极阴极:
Cu2+2e-Cu阳极泥阳极泥问：
电解完后，问：
电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？
溶液的浓度有何变化？
CuSO4溶液溶液粗铜粗铜3.3.电镀电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合电镀是利用电解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。
金的过程，它是电解原理的又一重要应用。
电镀可以使金属更电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力加美观耐用，增强防锈抗腐能力。
例如，钢铁是人们最常用的。
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、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。
铜、铬、镍等。
电镀：
电镀：
电镀是利用电解原理在某些金属表面镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程上一薄层其他金属或合金的过程。
铁铁片片铜铜片片硫酸铜溶液硫酸铜溶液电极：
电极：
阳极阳极镀层金属镀层金属或惰性电极或惰性电极阴极阴极待镀金属制品待镀金属制品电镀液：
含有镀层金属离子的电解质溶液。
电镀液：
含有镀层金属离子的电解质溶液。
溶液中溶液中CuSO4的浓度保持不变的浓度保持不变或变小或变小阳极：
阳极：
6O2-12e-=3O2阴极：
阴极：
4Al3+12e-=4Al4.冶炼铝冶炼铝通电通电总式：
总式：
2Al2O34Al+3O2原理原理:
助熔剂：
冰晶石（助熔剂：
冰晶石（Na3AlF6六氟合铝酸钠）六氟合铝酸钠）阳极材料阳极材料（碳碳）和熔融氧化铝需要定期补充和熔融氧化铝需要定期补充思考思考:
工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而不用不用AlCl3?
冶炼铝设备图冶炼铝设备图阳极阳极C电解质电解质烟罩烟罩熔融熔融态铝态铝钢壳钢壳钢导电棒钢导电棒阴极阴极C耐火耐火材料材料电解池、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应用电解原理在某些金属表面镀上一层其金属表面镀上一层其他金属的装置他金属的装置两电极接直流电源两电极接直流电源电极插入电解质溶液电极插入电解质溶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电镀液须含有镀层金属的离子属的离子阳极：
与电源正极相连阳极：
与电源正极相连阴极：
与电源负极相连阴极：
与电源负极相连阳极：
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提纯的装置的金属提纯的装置不纯金属接电源正极不纯金属接电源正极纯的金属接电源负极纯的金属接电源负极电解质溶液须含待提电解质溶液须含待提纯金属的离子纯金属的离子阳极：
不纯金属阳极：
不纯金属阴极：
纯金属阴极：
纯金属阳极：
氧化反应阳极：
氧化反应阴极：
还原反应阴极：
还原反应1.a、b哪一极为正极？
哪一极为正极？
2.若要给铁叉镀锌，若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？
极选用什么材料？
选择何种溶液？
选择何种溶液？
3.若要给铁叉镀金，若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？
极选用什么材料？
选择何种溶液？
选择何种溶液？
思考思考:
e-金属性强弱的判断金属性强弱的判断已知已知M+N2+=M2+NPt极电解相同浓度极电解相同浓度P和和M的硫酸盐，阴极先析出的硫酸盐，阴极先析出MN与与E有导线相连有导线相连放入放入E的硫酸盐溶液的硫酸盐溶液,电极反应：
电极反应：
E2+2e-=E，N-2e-=N2+，则四种金属活泼性由强到弱为，则四种金属活泼性由强到弱为答案：
答案：
PMNE工业上采用工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO41.电解时电解时,应以应以作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会将会,2.阳极反应式为阳极反应式为,3.总电解反应式为总电解反应式为.3.2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2答案答案:
1.Fe增大增大2.MnO42_ee-=MnO4电解计算电解计算电子守恒法电子守恒法例一例一：
铂电极电解铂电极电解1LCu（NO3）2和和KNO3混合混合溶液溶液,通电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L（S.T.P）气体。
求电解后溶液的气体。
求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物并确定析出铜的物质的量。
质的量。
解析：
阳极解析：
阳极4OH-4e-=2H2O+O2阴极阴极Cu2+2e-=Cu2H+2e-=H2阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为:
0.54=2mol,消耗消耗OH-2mol,即产生即产生H+2mol。
阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+1mol;所以溶液中所以溶液中C（H+）=1molL-1pH=0生成生成H2转移的电子转移的电子:
0.52=1mol,故还有故还有1mole-用于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol。
O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH计算计算关系式：
关系式：
例二例二：
用石墨电极电解用石墨电极电解100mLH2SO4与与CuSO4的混合的混合液，通电一段时间后，两极均收集到液，通电一段时间后，两极均
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