《电解原理复习》PPT课件.ppt
电解原理复习,2006年9月1日,由实验得出放电顺序：Cl-OH-、Cu2+H+,实验：CuCl2溶液导电性实验（石墨电极）,实验现象：与电源负极相连的电极：石墨电极上有亮红色固体析出与电源正极相连的电极：有能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的、黄绿色的、刺激性气味气体产生,反应：与电源负极相连的电极：Cu2+2e-Cu 与电源正极相连的电极：2Cl-2e-Cl2,总方程式：CuCl2 Cu+Cl2,一、电解原理：,1、电解:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极引起的氧化还原反应的过程。,2、电解池:,装置特点:电能转化为化学能形成条件:直流电源 两个电极 电解质溶液(或熔化的电解质)形成闭合回路,电极,阳极,与电源正极相连,阴极,与电源负极相连,阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。,惰性电极：石墨、铂、金电极,非惰性电极：其它（如铜、铁等）,电流方向及微粒的流动方向,电解结果:CuCl2 Cu+Cl2,四个电极上n(e-)相等,复习：当惰性材料做电极时，阴、阳离子放电顺序为：,电解原理应用,注意：阳极非惰性金属电极先失电子,(1)阳离子在阴极上的放电顺序(得e),放电顺序,Ag+(Fe3+)Cu2+H+Na+K+,(2)阴离子在阳极上的放电顺序（失e）,S 2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-,3、电解反应规律,在中学常见的单质中哪些用电解法得到？,小结：阴极无论是何种材料做电极，电极本身不参加反应;若活性材料做阳极，阳极本身参与反应被损耗，溶液中离子不放电。,阴极：氢气、第IA族 第IIA族及铝等活泼金属；,阳极：（F2）Cl2 O2等活泼非金属,反思：,1如何区别原电池和电解池？,有无外接电源,2、如何判断电解池的阴阳电极？,（1）外电源的正负极、电子流动方向、电流方向、离子流动方向,阳极:与外电源正极相接 阴极:与外电源负极相接,负极到阴极，阳极再到正极,电子流动方向,电流方向,阳离子移向阴极，阴离子移向阳极,离子流动方向,与电子流动方向相反,（2）电极反应：,阳极:氧化反应；阴极:阳离子得电子被还原（阳氧阴还）,（3）电极现象：,练习:在电解过程中，一般有如下电极现象：a增重的电级 b变粗的电级 c生成刺激性气味气体的电级 d质量减少的电级 e电解硫酸钠溶液生成气体多的的电级 f电解硝酸银溶液生成无色气体的电极 g电解氯化钠溶液能使无色酚酞变红的电极 h生成有色气体的电极 i电极材料一定不参加反应的电极 发生在阴极的现象可能是：_;发生在阳极的现象可能是：_,A、b、e、g、i,C、d、f、h,电解实验完成后，如何恢复为反应前的电解液及 浓度？,1、电解NaCl溶液（石墨电极惰性电极）,实验现象：阴极：有无色气体产生，溶液显红色（滴入酚酞试液）阳极：有黄绿色刺激性气味气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,练习,溶液pH增大-（阴极区OH-浓度增大）,离子放电顺序：Cl-OH-、H+Na+,电极反应方程式：阴极：2H+2e-H2 阳极：2Cl-2e-Cl2,总方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,2NaCl+2H2O Cl2+H2+2NaOH,阳极,阴极,此原理应用于氯碱工业。,电解NaCl 溶液过程中,阴极附近为何呈碱性？,实质是电解水，溶液浓度增大，pH减小。电解水实验时为何要加稀硫酸？还可以加什么物质？,2、电解稀H2SO4（惰性电极）,电极反应式为：阴极：4H+4e-2H2阳极：4OH-4e-O2+2H2O总方程式：2H2O 2H2+O2,放电顺序：OH-SO42-阳离子只有H+,3、电解NaOH溶液（惰性电极）,放电顺序：H+Na+、阴离子只有OH-,电极反应式为：阴极：4H+4e-2H2 阳极：4OH-4e-O2+2H2O 总方程式：2H2O 2H2+O2,实质是电解水，溶液浓度增大，pH增大。,4、电解CuSO4溶液,电解结果:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+4H2SO4,反应原理,1.电解溶质:H+后(含H+)，OH-后的离子组成的物质，要可溶。如电解CuCl2、HCl溶液等。2.混合电解：溶质、溶剂都参加反应。H+前，OH-后的离子组成的盐，要可溶。如电解NaCl、KCl等。H+后，OH-前的离子组成的盐，要可溶。如电解CuSO4、AgNO3、溶液等。3.电解水：H+前，OH-前的离子组成的物质，要可溶。包括H+和OH-。如电解H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液等。,电解类型：,说明：阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。2金属作阳极（Pt除外）时，金属失电子发生氧化反应，阴极上阳离子放电顺序不变。,电解过程中pH（电极附近及溶液）的变化。,（1）电极区域 A.阴极H+放电产生H2，阴极区域pH变大。B.阳极OH-放电产生O2，阳极区域pH变小。,（2）电解质溶液中 A.电解过程中,只产生H2,pH变大。,B.电解过程中,只产生O2,pH变小。,C.电解过程中,既产生H2,又产生O2,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液 呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的 pH不变.,D.电解过程中,无H2和O2产生,pH几乎不变.,小结：,1关于气体生成问题：,阳极 Cl2、O2 阴极 只有氢气 H2,注意运用电子守恒关系进行计算。,阳极 1moL e-1/2moLCl2 1/4moLO2 阴极 1moL e-1/2moLH2 1moL e-1moL Ag 1/2moLCu,二、电解应用一：精炼铜,根据：粗铜（Cu）混有（Au Ag；Zn Fe Ni）金属非惰性电极电解：粗铜（阳极）：Cu-2e-Cu2+Au、Ag不失电子，形成阳极泥。Zn、Fe、Ni失去电子，生成Zn2+、Fe2+、Ni2+离 子进入电解质溶液。精铜（阴极）：Cu2+2e-Cu Zn2+、Fe2+、Ni2+离子不得电子，存于电解质溶 液中。电解质溶液：CuSO4溶液（含精炼金属的盐溶液）,三、电解原理应用二：,电镀铜:(1)概念:应用电解原理在某些金属表面镀上其它 金属或合金的过程(2)电镀池的形成条件:A 镀件作阴极 B 镀层金属作阳极 C 电镀液中含有镀层金属离子,铁上电镀铜实验：,阳极：铜 Cu-2e-Cu2+阳极不断溶解消耗。阴极：待镀件 Cu2+2e-Cu 电镀液：CuSO4 溶液（含阳极阳离子的盐溶液）成份浓度不变。,电解原理应用三：,氯碱工业：电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气。,注意：阴极室与阳极室应用隔膜分开。食盐水需经净化，除Mg2+、Ca2+、SO42-等离子。,正、负极,阴、阳极,惰性电极材料或活泼电极材料,负氧正还,阳氧阴还,原电池和电解池的比较,习题：用两支惰性电极插入1000mL AgNO3溶液中通电电解.当溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程没有H2析出,且电解前后溶液的体积变化不计)电极上析出Ag的质量大约是()A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg,习题：用惰性电极电解含等物质的量的HCl、CuSO4混合溶液、电解过程可分为三个阶段，试写出有关的电极反应式和总反应式。,电解CuCl2溶液(电解溶质)电解CuSO4溶液(混合电解)电解H2SO4溶液(电解H2O),
