电解池——将电能转化为化学能的装置 e- e- - - + + CuSO4溶液 氧化反应 还原反应 4OH--4e- =O2↑+2H2O 石墨 Cu 石墨 Fe Cu2++2 e-=Cu + - + - CuSO4溶液
探究与实践 CuSO4溶液 电 镀: 应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方法 阴极: Cu2+ + 2e-= Cu 引出电镀 电 镀: 应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方法
探究与实践 现欲在铝叉上镀一层银,请将下图装置补充完整。 + - 铝叉 Ag 引出电镀 AgNO3
探究与实践 探究与实践 ——电解精炼 粗铜(含Zn、Ag、Au) CuSO4溶液的浓度会发生变化吗? 引出电解精炼 CuSO4溶液的浓度会发生变化吗? 阳极泥:相对不活泼的金属如Ag、Au等以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥
思考与交流 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Fe2+<Ni2+<Cu2+) A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+ + 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Fe2+ 和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt D
思考 探究与实践 ——氯碱工业 以电解饱和食盐水为基础来制取Cl2、NaOH等产品的工业。 阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极:2H+ + 2e- = H2↑ 或 2H2O + 2e- = H2↑ +2OH- 总反应: 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH- 阳极 阴 极 思考 引出电解饱和食盐水 工业上若利用这一装置来制取烧碱、氯气和氢气,有何缺点?
拓展与延伸 ——氯碱工业 总反应: 2Cl- + 2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH- 阳极 阴 极 阳离子交换膜
思考与交流 利用装有阴离子膜和阳离子膜的电解槽电解Na2SO4溶液,在阳极区得到硫酸,在阴极区得到NaOH溶液。试解释原因。
思考与交流 石墨 石墨 阴极 阳极 阳离子交换膜 阴离子交换膜 H+ OH- OH- Na+ SO42- H+ 氢氧化钠 硫酸
将一台小型的电解水机的水管和过滤装置直接连在自来水龙头上,通电电解后,打开水管,就可以根据需要选择不同的键,分别流出酸性水、碱性水。
探究与实践 ——电冶金 MgCl2 === Mg + Cl2↑ 2Al2O3 === 4Al + 3O2↑ 阳极: 2Cl - - 2e- = Cl2↑ 阴极: 2Na+ + 2e- = 2Na 总反应: 通电 2NaCl === 2Na + Cl2↑ (熔融) MgCl2 通电 MgCl2 === Mg + Cl2↑ (熔融) 通电 2Al2O3 === 4Al + 3O2↑ (熔融)
思考与交流 电解池 原电池 阳 阴 负 正 氧化反应 还原反应 氧化反应 还原反应 电 化学 化学 电 不能自发 能自发 装置类别 电极名称 (与电源正极相连) (与电源负极相连) (电子流出的电极) ______极 (电子流入 的电极) 电极反 应类型 能量转变 ___能转变为 能 _______能转变为 能 反应能否 自发进行 构成条件 阳 阴 负 正 氧化反应 还原反应 氧化反应 还原反应 电 化学 化学 电 不能自发 能自发 ①两个电极②电解质溶液或熔融电解质③闭合回路④直流电源 ①活泼性不同的两个电极②电解质溶液③闭合回路④自发进行的氧化还原反应
探究与实践 你能以一个具备电解原理知识的专业人员身份,根据电解饱和食盐水的反应原理,设计一个次氯酸钠消毒液的发生器,并指导消费者正确连接两电极吗? 阳极:2Cl— - 2e— = Cl2↑ 阴极:2H++2e— = H2↑ 总反应: 2Cl— + 2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH— a b 阴 饱和NaCl溶液 石墨棒 — Cl2+2OH— = Cl— +ClO — +H2O + 阳
探究与实践 你能以一个具备电解原理知识的专业人员身份,根据电解饱和食盐水的反应原理,设计一个次氯酸钠消毒液的发生器,并指导消费者正确连接两电极吗? 阳极:2Cl— - 2e— = Cl2↑ 阴极:2H++2e— = H2↑ 总反应: 2Cl— + 2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH— a b 阴 — NaOH Cl2+2OH— = Cl— +ClO — +H2O Cl2 + 阳
拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2 Fe Fe Fe-2e=Fe2+ 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置,则可制得纯净的Fe(OH)2,并可较长时间观察到白色沉淀。 Fe 石墨 已知两极材料分别为石墨和铁: Fe Fe-2e=Fe2+ (1)a极材料为 ,电极反应式为_____________
√ √ 拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2 Fe Fe Fe-2e=Fe2+ 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置,则可制得纯净的Fe(OH)2,并可较长时间观察到白色沉淀。 已知两极材料分别为石墨和铁: Fe 石墨 Fe Fe-2e=Fe2+ (1)a极材料为 ,电极反应式为_____________ (2)如果实验后看到有白色沉淀生成,则电解液c可以是______ A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 √ √
√ √ 拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2 Fe Fe Fe-2e=Fe2+ (3)苯或汽油 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置,则可制得纯净的Fe(OH)2,并可较长时间观察到白色沉淀。 已知两极材料分别为石墨和铁: Fe 石墨 Fe Fe-2e=Fe2+ (1)a极材料为 ,电极反应式为_____________ (2)如果实验后看到有白色沉淀生成,则电解液c可以是______ A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 √ √ (3)液体d可为 ,其作用是 ,在加d之前对c 溶液进行加热煮沸处理,目的是 。 (3)苯或汽油 隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被空气中的氧气氧化 排净溶液中溶解的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中被氧化
√ √ 拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2 Fe Fe Fe-2e=Fe2+ 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置,则可制得纯净的Fe(OH)2,并可较长时间观察到白色沉淀。 已知两极材料分别为石墨和铁: Fe 石墨 Fe Fe-2e=Fe2+ (1)a极材料为 ,电极反应式为_____________ (2)如果实验后看到有白色沉淀生成,则电解液c可以是______ A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 √ √ (3)液体d可为 ,其作用是 ,在加d之前对c 溶液进行加热煮沸处理,目的是 。 (4)若c改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接 电源继续电解,除了电极上看到的气泡外,另一明显的现象为:______
拓展与延伸 电解法制备Fe(OH)2 (4)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 Fe Fe C C Fe(OH)2 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得Fe(OH)2白色沉淀。若用右图所示实验装置,则可制得纯净的Fe(OH)2,并可较长时间观察到白色沉淀。 已知两极材料分别为石墨和铁: Fe C Na2SO4溶液 Fe C Na2SO4溶液 电解水 Fe(OH)2 (4)若c改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接 电源继续电解,除了电极上看到的气泡外,另一明显的现象为:______ (4)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
学海击水巧作舟