电化学基础-PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电化学基础,1,1,原电池,2,化学电源,4,金属的电化学腐蚀与防护,电化学基础,3,电解池,氧化还原反应,化学能转化为电能，自发进行,电能转化为化学能，外界能量推动,知识结构,2,一、原电池原理,3,把化学能转变为电能的装置叫,原电池,要解决的问题：,1.,什么是,原电池,？,2,.,原电池的工作原理？,（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断、电极反应的写法）,4,原电池及其工作原理：,1.,定义：,化学能转化为电能的装置为原电池。,从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；,.,电极名称：,原电池,相对活泼的电极为负极,相对不活泼的电极为正极,3.,电极反应：,原电池,负极：,正极：,失电子的氧化反应,得电子的还原反应,5,4.原电池的形成条件,(4),形成闭合回路。,（两电极用导线连接,，,或接触。）,（,1,）,能自发地发生的氧化还原反应,：,电极和电解质溶液,两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）,（,2,）,电解质溶液,：,参与电极反应或构成内电路,（,3,）,两导体作电极,：,活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导,体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。,两不活泼的导体石墨或,Pt,等。（燃料电池电极）,6,5.,定向移动方向,：电子、离子,原电池,“,负极给出电子，并流向正极”,必发生,失电子,的,氧化反应,必发生,得电子,的,还原反应,7,例,1.,下列哪几个装置能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO,4,8,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,9,例,2.,在盛有稀,H,2,SO,4,的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是,(),(A),正极附近的,SO,4,2,离子浓度逐渐增大,(B),电子通过导线由铜片流向锌片,(C),正极有,O,2,逸出,(D),铜片上有,H,2,逸出,D,10,氧化反应,Zn-2e=Zn,2+,铜锌原电池,电解质溶液,盐桥,失,e,，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H,+,+2e,-,=H,2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,2H,+,+2e,-,=H,2,Zn-2e,-,=Zn,2+,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,(,离子方程式）,（化学方程式）,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,阳离子,外电路,内电路,强调：原电池的工作原理：,11,1.,某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是,(),A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,B,2.,由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的,pH(),A.,不变,B,先变大后变小,C,逐渐变大,D.,逐渐变小,C,练习：,12,例,3.,市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是：铁屑、炭粉、木屑与少量,NaCl,、水等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。,(1),热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3),试写出有关的电极反应式和化学方程式。,(2),碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,13,(1),热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3),试写出有关的电极反应式和化学方程式。,利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。,负极：,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,总反应：,4Fe+3O,2,+6H,2,O=4Fe(OH),3,(2),碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。,氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。,14,（）,盐桥的作用是什么？,可,提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电中性,，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。,导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。,.,双液原电池的工作原理（有关概念）,（）盐桥中装有饱和的,KCl,溶液和琼脂制成的,胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出,盐桥的作用：,（,1,）形成闭合回路。,（,2,）平衡电荷。,15,(3),双液原电池,的优点：,能产生持续、稳定的电流。,16,例,4.,依据氧化还原反应：,2Ag,(aq),Cu(s)=Cu,2,(aq),2Ag(s),设计的原电池如图所示。,盐桥,X,Y,A,CuSO,4,溶液,电流计,Ag,请回答下列问题：,(1),电极,X,的材料是,_,；,电解质溶液,Y,是,_,；,(2),银电极为电池的,_,极，,发生的电极反应为,_,X,电极上发生的电极反应为,_,；,(3),外电路中的电子是从,_,电极流向,_,电极。,铜,(,或,Cu),AgNO,3,溶液,正,Ag,e,=Ag,Cu-2e,=Cu,2,负,(Cu),正,(Ag),17,利用反应,Zn+2FeCl,3,=2FeCl,2,+ZnCl,2,，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,(+),(-),G,Zn,Pt,FeCl,3,溶液,负极（,Zn,）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,（氧化反应）,正极（,Pt,或,C,）：,2Fe,3+,+2e,-,=2Fe,2+,（还原反应）,(+),(-),盐桥,Zn,C,ZnCl,2,溶液,FeCl,3,溶液,G,强调：原电池的,设计,18,请将氧化还原反应,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计成一个,能产生,持续、稳定电流的原电池装置,Cu,CuSO,4,Ag,AgNO,3,19,例,5,、,判断右边原电池的,正、负极，,并写出电极反应式,。,强调：电极的判断及电极反应式的书写,A,FeCl,3,溶液,负极：,Cu,-,2e,Cu,2+,正极：,2Fe,3+,+2e,-,2Fe,2+,Cu C,Mg Al,A,稀硫酸溶液,NaOH,溶液,（稀硫酸）负极,:Mg-2e,-,Mg,2+,正极：,2H,+,+2e,-,H,2,（,NaOH,溶液）,负极：,2Al+8OH,-,-6e,-,2AlO,2,-,+4H,2,O,2Al+2OH,-,+2H,2,O=2AlO,2,-,+3H,2,正极：,6H,2,O+6e,-,3H,2,+6OH,-,20,方法一：根据电极材料的性质确定。,1.,对于金属,金属电极，,活泼金属是负极，不活泼金属是正极；,2.,对于金属,非金属电极，,金属是负极，非金属是正极，如干电池等；,3.,对于金属,化合物电极，,金属是负极，化合物是正极。,方法二：根据电极反应的本身确定。,失电子的反应,氧化反应,负极；,得电子的反应,还原反应,正极。,强调：电极的判断及电极反应式的书写,21,练习：,宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，电解质溶液为,KOH,，反应保持在高温下，使,H,2,O,蒸发，正确叙述正确的是：（）,A,H,2,为正极反应物，,O,2,为负极反应物,B,电极反应（正极）：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,C,电极反应（负极）：,2H,2,+4OH,-,+4e,-,=4H,2,OD,负极发生氧化反应，正极发生还原反应,BD,22,二、化学电源,23,Zn+2OH,-,-2e,-,=Zn(OH),2,2MnO,+2H,O+2e,-,=2MnO(OH)+2OH,-,Zn+2MnO,+2H,O=,Zn(OH),2,+2MnO(OH),负极：,正极：,总反应：,1.,碱性锌锰电池,24,负极（锌筒）：,Zn-2e,-,=Zn,2+,，,正极（石墨）,:,2NH,4,+,+2MnO,2,+2e,-,=2NH,3,+Mn,2,O,3,+H,2,O,总反应：,Zn+2NH,4,+,+2MnO,2,=Zn,2+,+2NH,3,+Mn,2,O,3,+H,2,O,干电池（,NH,4,Cl,糊状物为电解质）,25,2.,铅蓄电池,PbO,2,+4H,+,+SO,4,2-,+2e,-,=,PbSO,4,+2H,2,O,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,=2PbSO,4,+2H,2,O,总反应式为：,Pb+SO,4,2-,-,2e,-,=,PbSO,4,负极：,正极：,放电,当向外提供,0.5mol,电子时，消耗硫酸的物质的量为,0.5mol,26,2PbSO,4,+2H,2,O =Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,PbSO,4,+2H,2,O-,2e,-,=,PbO,2,+4H,+,+SO,4,2-,PbSO,4,+2e,-,=,Pb+SO,4,2-,阳极：,阴极：,总反应,充电,补：,2.,铅蓄电池,27,电解液,H,2,O,3.,氢氧燃料电池,2e,-,2e,-,氢气,氧气,H,+,OH,-,A,负极 正极,O,2,H,2,H,2,O,28,3.,氢氧燃料电池,2H,2,+4OH,-,4e,-,=,4H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,-,=,4OH,-,总反应式：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,碱性燃料电池,KOH,O,2,H,2,O,H,2,H,2,O,负极：,正极：,29,2H,2,4e,-,=,4H,+,O,2,+4e,-,+4H,=,2H,2,O,总反应式：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,酸性,H,2,SO,4,O,2,H,2,O,H,2,O,H,2,负极：,正极：,3.,氢氧燃料电池,30,4.,甲烷燃料电池（电解质为,KOH,）,负极：,CH,4,+10OH,-,-8e,-,=CO,3,2-,+7H,2,O,正极：,2O,2,+4H,2,O+8e,-,=8OH,-,总反应：,CH,4,+2O,2,+2OH,-,=CO,3,2-,+3H,2,O,思考：,甲醇燃料电池,（,电解质为,KOH,）,31,5.,锂电池（非水有机溶剂电解液）,负极：,2Li-2e,-,=2Li,+,，,正极：,I,2,+2e,-,=2I,-,，,总反应：,2Li+I,2,=2LiI,跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？,与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最多。,32,6.,银锌电池（电解质为,KOH,）,负极：,Zn+2OH,-,2e,-,=Zn(OH),2,正极：,Ag,2,O+H,2,O+2e,-,=2Ag+2OH,-,总反应：,Zn+Ag,2,O+H,2,O=Zn(OH),2,+2Ag,7.,海水电池（电解质溶液为海水）,负极：,4Al-12e,-,=4Al,3+,，,正极：,3O,2,+6H,2,O+12e,-,=12OH,-,总反应：,4Al+3O,2,+6H,2,O=4Al(OH),3,33,1,、,银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。,试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为,；,正极发生的反应为,；,反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为,Al-3e,-,=Al,3,Ag,2,S+2e,-,=,2Ag+S,2-,3Ag,2,S+2Al+6H,2,O=6Ag+2Al(OH),3,+3H,2,S,？思考,34,2.,熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用,Li,2,CO,3,和,Na,2,CO,3,的熔融盐混合物做电解质，,CO,为阳极燃气，空气与,CO,2,的混合气为阴极助燃气，制得在,650,下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：,负极反应式：,2CO+2CO,3,2-,=,4CO,2,+4e,-,正极反应式：,总电池反应：,2CO,2,+O,2,+4e,-,=2CO,3,2-,2CO+O,2,=2CO,2,35,3.,氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：,1/2H,2,+NiO(OH)Ni(OH),2,据此反应判断，下列叙述中正确的是（）,A.,电池放电时，负极周围溶液的,pH,不,断增大,B.,电池放电时，镍元素被氧化,C.,电池充电时，氢元素被还原,D.,电池放电时，,H,2,是负极,CD,36,4.,有人设计出利用,CH,4,和,O,2,的反应，用铂电极在,KOH,溶液中构成原电池。电池的总反应类似于,CH,4,在,O,2,中燃烧，则下列说法正确的是,(),每消耗,1molCH,4,可以向外电路提供,8mole,-,负极上,CH,4,失去电子，电极反应式：,CH,4,+10 OH,-,8e,-,=CO,3,2-,+7 H,2,O,正极上是,O,2,获得电子，电极反应式为：,O,2,+2 H,2,O+4 e,-,=4 OH,-,电池放电后，溶液,pH,升高,A.B.,C.D.,A,37,5.,“,嫦娥一号”的成功发射，标志着我国航天技术已达到了一个新的领域。在航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为,2H,2,-4e,-,=4H,+,，则其正极反应式为,_,_,。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,，则其负极反应可表示为,_,_,。,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,2H,2,-4e,-,+4OH,-,=4H,2,O,38,思维拓展,以镁条、铝片为电极，以稀,NaOH,溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：,如图，剪取约,8cm,的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为,500A,的教学演示电表的“”、“”端相连接，迅速将两电极插入盛有,1mol/L NaOH,溶液的烧杯中。,39,开始，电表指针向右偏移约,500A,，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至,0,；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约,400A,，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有,极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：,Mg,Al,1mol/LNaOH,溶液,40,(1),开始阶段，原电池的正极是,_,（填“,Mg”,或“,Al”,）片；铝片表面产生的气泡是,_,；负极发生的反应是,。,(2),随后阶段，铝片发生的电极反应式是,_,；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：,2H,2,O+2e,-,=H,2,+2OH,-,（极少），试判断此电极发生的主要反应是,_,；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是,。,Al,H,2,Mg+2OH,-,-2e,-,=Mg(OH),2,Al+4OH,-,-3e,-,=AlO,2,-,+2H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,铝片中含有杂质，构成原电池。,41,三、金属的腐蚀与防护,42,1.,金属的腐蚀,金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的,过程,。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,（,1,）化学腐蚀与电化腐蚀,43,1.,金属的腐蚀：,金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其,本质,是金属原子,失去电子被氧化,的过程,。,（,1,）化学腐蚀与电化腐蚀,44,2H,+,+2e,-,=,H,2,Fe-,2e,-,=,Fe,2+,Fe+2H,+,=Fe,2+,+H,2,思考与交流,析氢腐蚀,：,负极：,正极：,电池反应：,当钢铁处于酸性环境中,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。,45,练习：请你根据原电池原理，写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。,2,Fe,-4e,-,=,2Fe,2+,O,2,+2H,2,O+4e,-,=,4OH,-,2Fe+,O,2,+2H,2,O,=,2,Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+O,2,+2H,2,O=4 Fe(OH),3,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,xH,2,O+(3-x)H,2,O,进一步反应：,负极：,正极：,电池反应：,46,（,2,）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以,Fe,为例）,电极反应,负,极,正,极,总反应式,水膜酸性较强,水膜酸性很弱,或中性,Fe-2e,-,=Fe,2+,2H,+,+2e,-,=H,2,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,Fe+2H,+,=Fe,2+,+H,2,2Fe+O,2,+2H,2,O=,2Fe(OH),2,47,金属的腐蚀,金属或合金跟周围 到的气体或液,体进行 而腐蚀,的,过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,接触,化学反应,损耗,48,2.,金属防护的几种重要方法,（,1,）改变金属内部的组成结构，将金属,制成合金,，增强抗腐蚀能力。,（,2,）在金属表面,覆盖保护层,，使金属和周围物质隔离开来。,（,3,）,电化学保护法,：利用电解池反应将需要保护的金属作为电解池的阴极而受到保护或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。,还可以利用化学反应使金属钝化而受到保护,49,上述各情况下，其中,Fe,片腐蚀由快到慢的顺序是,。,讨论与交流,3.,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：,电解池阳极的腐蚀原电池阴极的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀,5,、,2,、,1,、,3,、,4,50,思考与练习,51,1.,保利集团在香港拍卖会上购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是,Cu,2,(OH),2,CO,3,这三件,1760,年铜铸的国宝在,240,年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是,(),A.,它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；,B.,环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；,C.,铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；,D.,它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；,D,52,2.,下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（）,A.,甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙 溶解，甲上有,H,2,气放出,；,B.,在氧化,还原反应中甲比乙失去的电子多,；,C.,将甲乙作电极稀硫酸作电解质溶液组成原电池时甲是负极；,D.,同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；,C,53,3.,有,M,、,N,两种金属，分别与盐酸反应，产生,H,2,速率相近，试设计一个实验比较,M,、,N,两种金属的活泼性。,M,N,盐酸,若,N,产生气泡，则活泼性,M,N,54,4.,将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述正确性的是,(),A.,锌片做负极，锌发生还原反应,B.,铜片做正极，铜得电子,C.,溶液中的,PH,值增大,D.,锌片、铜片同时有气泡冒出，说明锌片不纯,5.,把,a,、,b,、,c,三种金属片浸泡在稀,H,2,SO,4,中。若,a,、,b,相连时，,a,为负极；,b,、,c,相连时，,c,为负极；,a,、,c,相连时，,c,上有气泡冒出。则这三种金属的活动性顺序（）,A.abc;B.acb,C.cab;D.bac,CD,B,55,5.a,今有,2H,2,+O,2,=2H,2,O,反应,KOH,为电解质溶液构成燃料电池,则负极应通入,_,气,正极通入,_,气,电极反应为,:,负极,_,正极,_,b,如把,KOH,改为,H,2,SO,4,作导电物质则电极反应,:,负极,_,正极,_,a,和,b,的电池液不同,反应进行后溶液的,PH,值各有何变化,_,c.,如把,H,2,改,CH,4,KOH,作导电物质则电极反应为,:,负极,_,正极,_,总反应式,_,氢,氧,2H,2,+4OH,-,-4e,-,=,4H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,-,=,4OH,-,2H,2,-,4e-,=,4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=,2H,2,O,a,变小,b,变大,CH,4,+10OH,-,-,8e,-,=,CO,3,2-,+7H,2,O,2O,2,+4H,2,O+8e,-,=,8OH,-,CH,4,+2O,2,+2OH,-,=CO,3,2-,+3H,2,O,56,四、电解原理的应用,57,（一）电解池的定义、构成条件,(1),直流电源,(2),两个电极（活性或惰性）,(3),电解质溶液（或熔融电解质）,(4),闭合回路,1.,概念：电能转化为化学能的装置为电解池，它是一个非自发的氧化还原反应。,2.,构成条件：,3.,电极名称：,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电极为阳极,电极的判断方法？,58,4.,带电粒子定向移动方向,：,“,负极出电子，电子回正极”,电解池,必发生,得电子,的,还原反应,必发生,失电子,的,氧化反应,59,例,1.,判断下列装置的性质、现象、产物,60,1.,通电前，溶液中有哪些离子？运动情况如何？,思考,3.,当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应？,2.,通电时，离子的运动情况有什么改变？,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,-,H,2,O H,+,+OH,-,阳离子：,Cu,2+,、,H,+,移向阴极,阴离子：,SO,4,2-,、,OH,-,移向阳极,无规则运动,定向运动,氧化还原反应,61,4.,离子放电顺序,活泼金属阳极,S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,含氧酸根,（,1,）阳极上（氧化反应）,(2),阴极上（还原反应）,无论是惰性电极还是金属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：,上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属其阳离子越难得到电子，但,Fe,3+,氧化性较,Cu,2+,强。,K,+,Na,+,Mg,2+,Al,3+,Zn,2+,Fe,2+,H,+,Cu,2+,Ag,+,阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强,阴离子放电（失电子）能力：,逐渐减弱,62,分析电解反应的一般思路,（惰性电极电解时）,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,63,说出下列装置中电解池的阴阳极，写出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方程式。,阳极：,阴极：,总反应：,2Cl,-,-2e,-,=,Cl,2,2H,+,+2e,-,=H,2,2HCl=H,2,+Cl,2,通电,2H,+,+2Cl,-,=H,2,+Cl,2,通电,（二）电极反应书写,HCl,溶液,64,阳极：,阴极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,H,2,SO,4,溶液,2H,2,O =2H,2,+O,2,通电,总反应：,4OH,-,-,4e,-,=,2H,2,O+O,2,65,4H,+,+4e,-,=2H,2,NaOH,溶液,阳极：,阴极：,总反应：,2H,2,O =2H,2,+O,2,通电,4OH,-,-,4e,-,=,2H,2,O+O,2,66,阳极：,阴极,：,4H,+,+4e,-,=,2H,2,总反应：,Na,2,SO,4,溶液,2H,2,O =2H,2,+O,2,通电,4OH,-,-,4e,-,=,2H,2,O+O,2,67,阳极：,阴极：,总反应：,2Cl,-,-,2e,-,=,Cl,2,2H,+,+2e,-,=,H,2,2NaCl+2H,2,O =2NaOH+H,2,+Cl,2,通电,2Cl,-,+2H,2,O =2OH,-,+H,2,+Cl,2,通电,68,阳极：,4OH,-,-,4e,-,=,2H,2,O+O,2,阴极,：,Cu,2+,+2e,-,=,Cu,2CuSO,4,+2H,2,O =2H,2,SO,4,+O,2,+2Cu,通电,总反应：,2Cu,2+,+2H,2,O =4H,+,+O,2,+2Cu,通电,69,（三）电解质溶液发生电解的类型,1.,分解溶质型,例：,CuCl,2,HCl,2.,电解水型,例：,NaOH H,2,SO,4,Na,2,SO,4,3.,放氢生碱型,例：,NaCl KBr,4.,放氧生酸型,例：,CuSO,4,AgNO,3,70,（,1,）电解时，只生成,H,2,而不生成,O,2,，则溶液的,pH,。,（,2,）电解时，只生成,O,2,而不生成,H,2,，则溶液的,pH,。,（,3,）电解时，既生成,H,2,又生成,O,2,，则实际为电解水。,若为酸性,pH,，,若碱性溶液，则溶液的,pH,，,若为中性，则,pH,。,增大,减小,减小,增大,不变,（四）电解过程中溶液,pH,的变化规律,71,阳极：,4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,阳极：,4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,阴极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,阳极,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,4H,+,+4e,-,=2H,2,阳极：,2Cl,-,-,2e-,=Cl,2,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,阳极,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,阴极：,2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,增大,减小,增大,不变,增大,减小,H,2,O,CuCl,2,HCl,HCl,CuO,电解水型！,分解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,72,【,思考,】“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时,pH,值的变化如下图曲线：,（,1,）电解前氯化铜溶液的,pH,值处于,A,点位置的原因是什么？,（,2,）“实验派”的实验结论是,，该观点的理由是（从化学原理上加以简述）,:,随着电解的进行,溶液的,pH,下降,.,生成的氯气溶于水使溶液酸性增强,.,氯化铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性,.,73,电解质溶于水或受热融化状态,电解质电离后，再通直流电,电解质电离成为自由移动的离子。,CuCl,2,=Cu,2+,+2Cl,-,通电,阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。,CuCl,2,=Cu+Cl,2,只产生自由移动的离子,发生氧化还原反应生成了新物质,电解必须建立在电离的基础上,小结,1,电解与电离的区别与联系,74,电解池与原电池的比较,较活泼金属做负极,阴极：连接电源负极的一极,负极发生氧化反应,阳极氧化,负极流向正极,阳极流向阴极,化学能变为电能,电能变为化学能,小结,2,75,例,.(2008,江苏,13),用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）,A.,电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液,pH,不变,B.,电解稀氢氧化钠溶液，要消耗,OH,，故溶液,pH,减小,C.,电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为,1:2,D.,电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为,1:1,D,76,想一想？,如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。,阴极,某铁制品,阳极,金属银,电镀液,含有硝酸银的溶液,阳极：,Ag,=,Ag,+,+e,-,阴极：,Ag,+,e,=,Ag,77,电解原理的应用,-,电镀,1.,定义：,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的过程。,2.,目的：,4,.,电镀的特点：,3.,电镀材料的选择：,阴极,镀件,电镀液,含有镀层金属离子的溶液,阳极,镀层金属,使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。,1,）阳极本身参加电极反应,2,）电解质溶液的浓度保持不变,78,电解原理的应用,-,铜的电解精炼,阳极：,Cu,=,Cu,2+,+,2e,-,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=,Cu,杂质比铜活泼的,Zn,、,Fe,等：,Zn,=,Zn,2+,+,2e,-,Fe,=,Fe,2+,+,2e,-,活泼性在铜之后的银、金等：,还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。,电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。,79,（,08,天津高考,12,）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量,Fe,、,Zn,、,Cu,、,Pt,等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）,（已知：氧化性,Fe,2+,Ni,2+,Cu,2+,）,A,阳极发生还原反应，其电极反应式：,Ni,2+,+2e,=Ni,B,电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加,相等,C,电解后，溶液中存在的金属阳离子只有,Fe,2+,和,Zn,2+,D,电解后，电解槽底部的阳极泥中只有,Cu,和,Pt,D,80,工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。,电解原理的应用,-,氯碱工业,想一想：在左面的电解,饱和食盐水的实验中，,电解产物之间可能发生,哪些化学反应？,通电,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+Cl,2,+H,2,81,（,1,）,NaCl,溶液中,NaCl,电离出,，,H,2,O,电离出,。,通电后，在电场的作用下，,向阴极移动，,向阳极移动。,在阳极，由于,容易失去电子，被氧化生成,。,阳极方程式：,;,（,2,）在阴极，由于,容易得到电子被还原生成,使,H,2,O,电离向右移动，因此阴极,浓度增大,PH,。,阴极方程式：,。,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2H,+,+2e,-,=H,2,Na,+,、,Cl,-,H,+,、,OH,-,Cl,-,、,OH,-,Cl,-,Cl,2,H,+,H,2,OH,-,增大,Na,+,、,H,+,氯碱工业,82,总化学方程式：,;,总离子方程式,:,.,(3),电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：,_,，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？,阴极附近的溶液无色变为红色,阳极,:,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润,KI,淀粉试纸变蓝色,.,83,(2),避免生成物,H,2,和,Cl,2,混合,因为,:,.,(1),避免,Cl,2,接触,NaOH,溶液会反应,使产品不纯,反应方程式,:,.,第一个问题,:,Cl,2,+2 NaOH=NaCl+NaClO+H,2,O,混合遇火或遇强光爆炸,解决,方法,:,使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,84,(1),生产设备名称：阳离子交换膜电解槽,阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电,解槽隔成阴极室和阳极室。,(2),离子交换膜的作用：,a.,防止,Cl,2,和,H,2,混合而引起爆炸,b.,避免,Cl,2,与,NaOH,反应生成,NaClO,影响,NaOH,的产量。,85,提示：,第二个问题：精制食盐水,由于粗盐中含有泥沙、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2,等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？,3.,所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个,合理的顺序逐一除杂吗？,2.,用什么试剂除去,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2,1.,用什么方法除去泥沙？,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,86,泥沙,、,Na,+,、,Cl,-,、,Mg,2+,、,Ca,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2-,Na,+,、,Cl,-,、,Mg,2+,、,Ca,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2-,Na,+,、,Cl,-,、,Mg,2+,、,Ca,2+,、,Fe,3+,、引入,Ba,2+,Na,+,、,Cl,-,、,Ca,2+,、,Ba,2+,、引入,OH,-,Na,+,、,Cl,-,、,OH,-,、引入,CO,3,2-,Na,+,、,Cl,-,沉降,除泥沙,略过量,BaCl,2,溶液,除,SO,4,2-,略过量,Na,2,CO,3,溶液,除,Ca,2+,、,Ba,2+,略过量,NaOH,溶液,除,Fe,3+,、,Mg,2+,过滤，加适量,HCl,溶液,调节,PH,除,CO,3,2-,、,OH,-,87,电解原理的应用,-,电冶金,（,1,）制取金属钠,电解熔融氯化钠,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2Na,+,+2e,-,=2Na,总反应：,通电,2NaCl=2Na+Cl,2,88,（,2,）制取金属铝,电解熔融氧化铝,阳极：,6,O,2,-,-12e,-,=3O,2,阴极：,4Al,3,+,+12e,-,=4Al,总反应：,通电,注意：反应过程中使用冰晶石,(Na,3,AlF,6,),作为,熔剂，使,Al,2,O,3,在较低的温度下熔化,2Al,2,O,3,=4Al+3O,2,89,