化學(xué)：《電化學(xué)基礎(chǔ)》課件3（80張PPT）（新人教版選修4）

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,歡迎進入化學(xué)課堂,電化學(xué)基礎(chǔ),1原電池,2化學(xué)電源,4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護,電化學(xué)基礎(chǔ),3電解池,,,,,,,氧化還原反應(yīng),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進行,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，外界能量推動,知識結(jié)構(gòu),一、原電池原理,把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池,要解決的問題：1.什么是原電池？2.原電池的工作原理？（電子的流向、電流的流向、離子的流向、形成條件、電極的判斷、電極反應(yīng)的寫法）,原電池及其工作原理：,1.定義：,,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池。從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池；,２.電極名稱：,相對活潑的電極為負(fù)極相對不活潑的電極為正極,3.電極反應(yīng)：,負(fù)極：正極：,失電子的氧化反應(yīng)得電子的還原反應(yīng),4.原電池的形成條件,(4)形成閉合回路。（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸。）,（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：①電極和電解質(zhì)溶液②兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）,（2）電解質(zhì)溶液：參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路,（3）兩導(dǎo)體作電極：①活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)極。②兩不活潑的導(dǎo)體－石墨或Pt等。（燃料電池電極）,5.定向移動方向：電子、離子,原電池,“負(fù)極給出電子，并流向正極”,必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),必發(fā)生得電子的還原反應(yīng),例1.下列哪幾個裝置能形成原電池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,√,√,√,√,例2.在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()(A)正極附近的SO42－離子濃度逐漸增大(B)電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片(C)正極有O2逸出(D)銅片上有H2逸出,D,氧化反應(yīng),Zn-2e=Zn2+,,銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液鹽橋,失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生,,還原反應(yīng),2H++2e-=H2↑,陰離子,陽離子,總反應(yīng)：,負(fù)極,正極,2H++2e-=H2↑,Zn-2e-=Zn2+,Zn+2H+=Zn2++H2↑,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,(離子方程式）,（化學(xué)方程式）,電極反應(yīng),正極：,負(fù)極：,（氧化反應(yīng)）,（還原反應(yīng)）,陽離子,,,,外電路,內(nèi)電路,強調(diào)：原電池的工作原理：,1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.Cu,B,2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小,C,,練習(xí)：,例3.市場上出售的“熱敷袋”，其主要成分是：鐵屑、炭粉、木屑與少量NaCl、水等。它在使用之前，需要塑料袋與空氣隔絕。使用時開啟塑料袋上的小孔，輕輕揉搓就會有熱量放出。當(dāng)使用完后還會發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成。,(1)熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？,(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？,(1)熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？,(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。,利用鐵被氧氣氧化時放熱反應(yīng)所放出的熱量。,負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)：4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？,碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。,（２）鹽橋的作用是什么？可提供定向移動的陰陽離子，使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。,６.雙液原電池的工作原理（有關(guān)概念）,（１）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出,鹽橋的作用：（1）形成閉合回路。（2）平衡電荷。,(3)雙液原電池的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。,例4.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。,請回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是___________；(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________；(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。,銅(或Cu),AgNO3溶液,正,Ag＋＋e－=Ag,Cu-2e－=Cu2＋,負(fù)(Cu),正(Ag),利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，設(shè)計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。,(+),(-),負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）,(+),(-),強調(diào)：原電池的設(shè)計,請將氧化還原反應(yīng)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,設(shè)計成一個能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置,Cu,CuSO4,Ag,AgNO3,例5、判斷右邊原電池的正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。,強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫,FeCl3溶液,負(fù)極：Cu-2e－→Cu2+正極：2Fe3++2e-→2Fe2+,－,＋,CuC,,MgAl,,,A,,,,,,,,,,,,＋,稀硫酸溶液,NaOH溶液,－,（稀硫酸）負(fù)極:Mg-2e-→Mg2+正極：2H++2e-→H2↑,（NaOH溶液）負(fù)極：2Al+8OH--6e-→2AlO2-+4H2O,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,正極：6H2O+6e-→3H2↑+6OH-,方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。1.對于金屬—金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；2.對于金屬—非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；3.對于金屬—化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極。,強調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫,練習(xí)：,宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（）A．H2為正極反應(yīng)物，O2為負(fù)極反應(yīng)物B．電極反應(yīng)（正極）：O2+2H2O+4e-=4OH-C．電極反應(yīng)（負(fù)極）：2H2+4OH-+4e-=4H2OD．負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng),BD,二、化學(xué)電源,Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,2MnO２+2H２O+2e-=2MnO(OH)+2OH-,Zn+2MnO２+2H２O=Zn(OH)2+2MnO(OH),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,1.堿性鋅錳電池,負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+，正極（石墨）:2NH4++2MnO2+2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O,干電池（NH4Cl糊狀物為電解質(zhì)）,2.鉛蓄電池,PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,總反應(yīng)式為：,Pb+SO42--2e-=PbSO4,負(fù)極：,正極：,放電,當(dāng)向外提供0.5mol電子時，消耗硫酸的物質(zhì)的量為,0.5mol,2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,PbSO4+2e-=Pb+SO42-,陽極：,陰極：,總反應(yīng),充電,補：2.鉛蓄電池,,,,電解液H2O,,,3.氫氧燃料電池,,,,,,,,,,,,,,,2e,,-,2e,-,氫氣,氧氣,,,,H,,+,,OH,,-,,A,負(fù)極正極,,,,,,,O2,,,H2,,,,H2O,3.氫氧燃料電池,2H2+4OH-—4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O,堿性燃料電池,負(fù)極：,正極：,2H2－4e-=4H+,O2+4e-+4H＋=2H2O,總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O,酸性,負(fù)極：,正極：,3.氫氧燃料電池,4.甲烷燃料電池（電解質(zhì)為KOH）,負(fù)極：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,思考：甲醇燃料電池（電解質(zhì)為KOH）,5.鋰電池（非水有機溶劑電解液）,負(fù)極：2Li-2e-=2Li+，正極：I2+2e-=2I-，總反應(yīng)：2Li+I2=2LiI,跟其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲存壽命長。為什么？,,與作負(fù)極材料的金屬相比較，相同質(zhì)量時鋰提供電子數(shù)最多。,6.銀鋅電池（電解質(zhì)為KOH）,負(fù)極：Zn+2OH-－2e-=Zn(OH)2正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,7.海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）,負(fù)極：4Al-12e-=4Al3+，正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,1、銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為；正極發(fā)生的反應(yīng)為；反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體，原電池總反應(yīng)方程式為,Al-3e-=Al3＋,Ag2S+2e-=2Ag+S2-,3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑,？思考,2.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正極反應(yīng)式：總電池反應(yīng)：,,2CO2+O2+4e-=2CO32-,2CO+O2=2CO2,3.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（）A.電池放電時，負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時，鎳元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，H2是負(fù)極,CD,4.有人設(shè)計出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是()①每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-②負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O③正極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-④電池放電后，溶液pH升高A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④,A,,5.“嫦娥一號”的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國航天技術(shù)已達到了一個新的領(lǐng)域。在航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應(yīng)都可以表示為2H2+O2=2H2O，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為2H2-4e-=4H+，則其正極反應(yīng)式為_______________。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為____________。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2-4e-+4OH-=4H2O,[思維拓展]以鎂條、鋁片為電極，以稀NaOH溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成的原電池，人們普遍認(rèn)為鋁是負(fù)極。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究該原電池究竟誰是負(fù)極，發(fā)生怎樣的電極反應(yīng)，進行了如下實驗：如圖，剪取約8cm的鎂條及大小相近的鋁片，用砂紙去膜，使鎂條與鋁片分別與量程為500μA的教學(xué)演示電表的“－”、“＋”端相連接，迅速將兩電極插入盛有1mol/LNaOH溶液的燒杯中。,開始，電表指針向右偏移約500μA，鋁片表面有許多氣泡，很快電流逐漸減小至0；隨后，指針向左偏移，且電流逐漸增大至約400μA，此時，鋁片表面氣泡有所減少，但鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生。根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，回答下列問題：,(1)開始階段，原電池的正極是_______（填“Mg”或“Al”）片；鋁片表面產(chǎn)生的氣泡是__________；負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是。(2)隨后階段，鋁片發(fā)生的電極反應(yīng)式是______________________________；鎂條表面只有極少量的氣泡產(chǎn)生，其原因是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-（極少），試判斷此電極發(fā)生的主要反應(yīng)是_________________________；鋁片表面氣泡有所減少，但未消失，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是。,Al,H2,Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2,Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,鋁片中含有雜質(zhì)，構(gòu)成原電池。,三、金屬的腐蝕與防護,1.金屬的腐蝕金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。,（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,1.金屬的腐蝕：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。,（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,2H++2e-=H2↑,Fe-2e-=Fe2+,Fe+2H+=Fe2++H2↑,思考與交流,析氫腐蝕：,負(fù)極：,正極：,電池反應(yīng)：,當(dāng)鋼鐵處于酸性環(huán)境中,析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕。,練習(xí)：請你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,進一步反應(yīng)：,負(fù)極：,正極：,電池反應(yīng)：,（2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）,,,電極反應(yīng),負(fù)極,正極,總反應(yīng)式,水膜酸性較強,水膜酸性很弱或中性,Fe-2e-=Fe2+,2H++2e-=H2↑,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2++H2↑,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,金屬的腐蝕金屬或合金跟周圍到的氣體或液體進行而腐蝕的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。,接觸,化學(xué)反應(yīng),損耗,2.金屬防護的幾種重要方法,（1）改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬制成合金，增強抗腐蝕能力。（2）在金屬表面覆蓋保護層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。（3）電化學(xué)保護法：利用電解池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電解池的陰極而受到保護或者利用原電池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電池的正極而受到保護。,還可以利用化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護,上述各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是。,,討論與交流,,3.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解池陽極的腐蝕＞原電池陰極的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕,5、2、1、3、4,思考與練習(xí),1.保利集團在香港拍賣會上購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是()A.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；B.環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；C.銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化；D.它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；,D,,2.下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是（）,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；,B.在氧化–還原反應(yīng)中甲比乙失去的電子多；,C.將甲乙作電極稀硫酸作電解質(zhì)溶液組成原電池時甲是負(fù)極；,D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；,C,3.有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計一個實驗比較M、N兩種金屬的活潑性。,M,N,鹽酸,若N產(chǎn)生氣泡，則活潑性M＞N,4.將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液中,下列各敘述正確性的是()A.鋅片做負(fù)極，鋅發(fā)生還原反應(yīng)B.銅片做正極，銅得電子C.溶液中的PH值增大D.鋅片、銅片同時有氣泡冒出，說明鋅片不純,5.把a、b、c三種金屬片浸泡在稀H2SO4中。若a、b相連時，a為負(fù)極；b、c相連時，c為負(fù)極；a、c相連時，c上有氣泡冒出。則這三種金屬的活動性順序（）A.a>b>c;B.a>c>bC.c>a>b;D.b>a>c,CD,B,5.a今有2H2+O2=2H2O反應(yīng),KOH為電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極應(yīng)通入___氣,正極通入___氣,電極反應(yīng)為:負(fù)極_______________正極_____________b如把KOH改為H2SO4作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng):負(fù)極____________正極____________a和b的電池液不同,反應(yīng)進行后溶液的PH值各有何變化_________________c.如把H2改CH4,KOH作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)為:負(fù)極_______________正極____________總反應(yīng)式______________,氫,氧,2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2-4e-=4H+,O2+4H++4e-=2H2O,a變小b變大,CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,,四、電解原理的應(yīng)用,（一）電解池的定義、構(gòu)成條件,(1)直流電源(2)兩個電極（活性或惰性）(3)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）(4)閉合回路,1.概念：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池，它是一個非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。,2.構(gòu)成條件：,3.電極名稱：,與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽極,,電極的判斷方法？,4.帶電粒子定向移動方向：,“負(fù)極出電子，電子回正極”,電解池,必發(fā)生得電子的還原反應(yīng),必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),例1.判斷下列裝置的性質(zhì)、現(xiàn)象、產(chǎn)物,1.通電前，溶液中有哪些離子？運動情況如何？,思考,3.當(dāng)離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？,2.通電時，離子的運動情況有什么改變？,CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++OH-,陽離子：Cu2+、H+移向陰極陰離子：SO42-、OH-移向陽極,無規(guī)則運動,定向運動,氧化還原反應(yīng),4.離子放電順序,活潑金屬陽極>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根,（1）陽極上（氧化反應(yīng)）,(2)陰極上（還原反應(yīng)）無論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：,上述順序基本上是金屬活動性順序，越活潑的金屬其陽離子越難得到電子，但Fe3+氧化性較Cu2+強。,K+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+H+Cu2+Ag+,陽離子放電能力（得電子能力）逐漸增強,,,陰離子放電（失電子）能力：逐漸減弱,分析電解反應(yīng)的一般思路（惰性電極電解時）,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽極氧化，陰極還原分析得出產(chǎn)物,陰陽兩極附近有哪些離子,,,說出下列裝置中電解池的陰陽極，寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式、離子方程式。,陽極：陰極：總反應(yīng)：,2Cl--2e-=Cl2↑,2H++2e-=H2↑,（二）電極反應(yīng)書寫,HCl溶液,陽極：,陰極：,4H++4e-=2H2↑,H2SO4溶液,總反應(yīng)：,4OH--4e-=2H2O+O2↑,4H++4e-=2H2↑,NaOH溶液,陽極：,陰極：,總反應(yīng)：,4OH--4e-=2H2O+O2↑,陽極：,陰極：,4H++4e-=2H2↑,總反應(yīng)：,Na2SO4溶液,4OH--4e-=2H2O+O2↑,陽極：陰極：總反應(yīng)：,2Cl--2e-=Cl2↑,2H++2e-=H2↑,陽極：,4OH--4e-=2H2O+O2↑,陰極：,Cu2++2e-=Cu,總反應(yīng)：,（三）電解質(zhì)溶液發(fā)生電解的類型,1.分解溶質(zhì)型例：CuCl2HCl2.電解水型例：NaOHH2SO4Na2SO43.放氫生堿型例：NaClKBr4.放氧生酸型例：CuSO4AgNO3,（1）電解時，只生成H2而不生成O2，則溶液的pH。（2）電解時，只生成O2而不生成H2，則溶液的pH。（3）電解時，既生成H2又生成O2，則實際為電解水。①若為酸性pH，②若堿性溶液，則溶液的pH，③若為中性，則pH。,增大,減小,減小,增大,不變,（四）電解過程中溶液pH的變化規(guī)律,電解水型！,分解電解質(zhì)型！,放氧生酸型！,放氫生堿型！,【思考】“實驗派”經(jīng)過反復(fù)、多次、精確的實驗測定，證明電解氯化銅溶液時pH值的變化如下圖曲線：,（1）電解前氯化銅溶液的pH值處于A點位置的原因是什么？（2）“實驗派”的實驗結(jié)論是，該觀點的理由是（從化學(xué)原理上加以簡述）:,隨著電解的進行,溶液的pH下降.生成的氯氣溶于水使溶液酸性增強.,氯化銅為強酸弱堿鹽,銅離子水解使溶液呈酸性.,電解質(zhì)溶于水或受熱融化狀態(tài),電解質(zhì)電離后，再通直流電,電解質(zhì)電離成為自由移動的離子。CuCl2=Cu2++2Cl-,只產(chǎn)生自由移動的離子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了新物質(zhì),電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上,小結(jié)1,電解與電離的區(qū)別與聯(lián)系,電解池與原電池的比較,較活潑金屬做負(fù)極,陰極：連接電源負(fù)極的一極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),陽極氧化,負(fù)極流向正極,陽極流向陰極,化學(xué)能變?yōu)殡娔?電能變?yōu)榛瘜W(xué)能,小結(jié)2,例.(2008江蘇13)用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是（）A.電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1,D,想一想？,如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請你選擇合適的電極材料和電鍍液，并寫出電極反應(yīng)方程式。,陰極——某鐵制品陽極——金屬銀電鍍液——含有硝酸銀的溶液,陽極：Ag=Ag++e-陰極：Ag+＋e－=Ag,電解原理的應(yīng)用--電鍍,1.定義：,利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。,2.目的：,4.電鍍的特點：,3.電鍍材料的選擇：,陰極——鍍件,電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液,陽極——鍍層金屬,使金屬增強抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。,1）陽極本身參加電極反應(yīng)2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變,,電解原理的應(yīng)用--銅的電解精煉,陽極：,Cu=Cu2++2e-,陰極：,Cu2++2e-=Cu,雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Fe等：,Zn=Zn2++2e-,Fe=Fe2++2e-,活潑性在銅之后的銀、金等：,還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽極泥。,電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。,（08天津高考12）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e—=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,D,工業(yè)上利用這一反應(yīng)，制取燒堿、氯氣和氫氣。,電解原理的應(yīng)用--氯堿工業(yè),想一想：在左面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產(chǎn)物之間可能發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？,（1）NaCl溶液中,NaCl電離出，H2O電離出。通電后，在電場的作用下，向陰極移動，向陽極移動。在陽極，由于容易失去電子，被氧化生成。陽極方程式：;（2）在陰極，由于容易得到電子被還原生成．使H2O電離向右移動，因此陰極濃度增大PH。陰極方程式：。,,2Cl--2e-=Cl2,,2H++2e-=H2,,,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,,OH-,,增大,Na+、H+,氯堿工業(yè),,,總化學(xué)方程式：;總離子方程式:.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：___________，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗氣體的種類？,陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色,,陽極:把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍色.,(2)避免生成物H2和Cl2混合,因為:.,(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:.,第一個問題:,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,混合遇火或遇強光爆炸,解決方法:使用離子交換膜,電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:,(1)生產(chǎn)設(shè)備名稱：陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。(2)離子交換膜的作用：a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸b.避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO影響NaOH的產(chǎn)量。,提示：,第二個問題：精制食鹽水,電解飽和食鹽水必須解決兩個主要問題:,泥沙、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、SO42-,,Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+、Fe3+、引入Ba2+,,Na+、Cl-、Ca2+、Ba2+、引入OH-,,Na+、Cl-、OH-、引入CO32-,,Na+、Cl-,沉降,除泥沙,略過量BaCl2溶液,除SO42-,略過量Na2CO3溶液,除Ca2+、Ba2+,略過量NaOH溶液,除Fe3+、Mg2+,過濾，加適量HCl溶液,調(diào)節(jié)PH除CO32-、OH-,電解原理的應(yīng)用--電冶金,（1）制取金屬鈉,電解熔融氯化鈉,,陽極：,2Cl--2e-=Cl2↑,陰極：,2Na++2e-=2Na,總反應(yīng)：,（2）制取金屬鋁,電解熔融氧化鋁,,陽極：,6O2--12e-=3O2↑,陰極：,4Al3++12e-=4Al,總反應(yīng)：,通電,注意：反應(yīng)過程中使用冰晶石(Na3AlF6)作為熔劑，使Al2O3在較低的溫度下熔化,2Al2O3==4Al+3O2↑,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,