化学复习课件-电化学.ppt

电化学基础,考纲要求：,1.理解原电池原理。初步了解化 学 电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。2.理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。,一、原电池的原理,原电池的原理及其应用,思考下列反应可设计为原电池的是A、HCl+NaOH=NaCl+H2OB、Fe+CuCl2=FeCl2+CuC、CH4+2O2=CO2+2H2OD、CO2+H2O=H2CO3,B C,：,(1).定义：,以氧化还原反应为依据，使氧化与还原反应分别在设置的两个极上进行，从而在两极间产生电流的装置。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。,(3).电极名称：,还原性较强的物质为负极氧化性较强的物质为正极,(4).电极反应：,负极：正极：,失电子，发生氧化反应得电子，发生还原反应,1.原电池的原理,将化学能转化为电能的装置叫原电池。,(2).实质：,练习：下列哪几个装置能形成原电池？是原电池的指出正负极。,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,（3）形成闭合回路:两电极用导线连接或接触，与电解质溶液相接触,（4）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,（1）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，如石墨），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）,2.原电池的形成条件,1、根据电极材料的性质确定。（1）对于金属金属电极，与电解质溶液反应的活泼金属是负极，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。,3.原电池电极的判断,2、根据电极反应的本身确定失电子的反应（电子流出）氧化反应负极；得电子的反应（电子流入）还原反应正极。3、根据两极反应的现象确定(1)电极增重（析出金属）或有气泡冒出（H2）正极(2)电极减重（金属溶解）负极 还可以根据电极附近指示剂的显色来推断该电极上发生的反应情况，从而确定正负极。,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,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-=H2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,(离子方程式）,（化学方程式）,阳离子,外电路,内电路,小结：原电池的工作原理：,1下列叙述正确的是()原电池是把化学能转化成电能的一种装置原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现碳棒不能用来作原电池的正极反应Cu2Ag=2AgCu2，能以原电池的形式来实现ABCD,A,课堂检测,2在盛有稀H2SO4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 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O2逸出D铜片上有H2逸出,D,课堂检测,1.比较金属活动顺序 例1有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）ADCAB BDABC CDBAC DBADC,二、原电池原理的应用,B,2比较反应速率例2100mL浓度为2 molL-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）A加入适量的6molL-1的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液 C加入适量蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液,B,3判断原电池的电极例3镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：由此可知，该电池放电时的负极材料是（）ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH),C,原电池的正负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是(),A由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-=Al3+B由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D由Al、Cu、浓HNO3组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+,C,例4、利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个原电池，一画出原电池的示意图，并写出电极反应。,(+),(-),负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）,(+),(-),4、设计简单原电池,方法,练习,设计原电池时，首先要根据所提供的氧化还原反应的特点去进行设计，一般说来，只有电极与电解液之间有自发的氧化还原反应发生的原电池才是实际可利用的，那个与电解液有自发的氧化还原反应的电极一般是原电池的负极；其次，原电池的设计还要紧扣构成原电池的三个条件。具体方法是：(1)首先将已知氧化还原反应拆为两个半反应；(2)根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解液；(3)按要求画出原电池装置图。,返回,设计Cu-Al-HNO3原电池请确定正负极,+,-,-,+,1.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，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,课堂检测,3、把a、b、c三种金属片浸泡在稀H2SO4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,B,课堂检测,4、请同学们根据反应，Cu2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计一组原电池（1）画出该原电池的示意图（2）分析其正、负极材料（3）写出正、负极电极反应式,课堂检测,示意图,（1）正极材料：碳棒（或Pt）正极反应式：2 Fe3+2e-2Fe2+,（2）负极材料：铜（Cu）负极反应式：Cu-2e-Cu2+,二、原电池原理的应用,5、制作各种化学电池,碱性电池,化学电池,氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池,电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。,又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用。,是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池。,基本思路：(1)负极发生氧化反应正极发生还原反应。(负氧正还)(2)要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。(3)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。,6.书写原电池电极反应式,（1）、简单原电池电极反应式的书写,(置换反应的类型),负极 正极,（2）、燃料电池电极反应式的书写,例6: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2H2+O2=2H2O，碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为_。酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为，正极反应式为_ _。,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2-4e-+4OH-=4H2O,2H2-4e-=4H+,方法,练习,燃料电池电极反应式书写的方法规律:写出燃烧反应；根据电解液改写燃料电池总反应；写出正极的电极反应式(一般是氧气参与反应),即：O2+4e-+2H2O=4OH-（碱性或中性）或：O2+4H+4e-=4H2O（酸性）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。,返回,练习巩固：,燃料电池能使燃料（氢气、煤气、天然气、烃等）和氧气（或空气）发生化学反应，使化学能转变为电能。例如用甲烷为燃料，氧气为氧化剂，电极用多孔镍板，电解质溶液为30%KOH溶液，组成一种燃料电池。根据上述燃料电池的叙述,回答：(1)通入甲烷的电极为_极,(2)通入氧气的电极为_极；(3)写出通入CH4的电极的电极反应式:。(4)通O2的电极的电极反应式：_.(5)电池的总反应离子方程式：_,负,正,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,（3）、可充电电池电极反应式的书写,例7：已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极，充电时的阴、阳极的电极反应式。,放电:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,充电：阴极：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,阳极：Ni(OH)2+2OH-2e-=NiO2+2H2O,正极:NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-,方法,练习,可充电电池电极反应式书写的方法与规律:看清楚“充电、放电”的方向放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理,返回,已知铅蓄电池的充放电过程的反应方程式为：,关于铅蓄电池的说法正确的是A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s)+SO42-(aq)=PbSO4(s)+2e-B在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq),B,1找出两极放电的物质，负氧正还。2.要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。3.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；4将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；5要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)；溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。,小结：书写原电池电极反应式应注意的事项,1.（07年广东化学9）科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：AH22OH2H2O2eBO24H4e2H2OCH22H2eDO22H2O4e4OH,C,课堂检测,2.（09年广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3eAl(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极,A,3.（09浙江卷12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li+2Li 下列说法不正确的是A放电时，负极的电极反应式：Li-e-=Li+B充电时，Li 既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li+向负极移动,D,4.(2009高考福建卷)控制适合的条件，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(),A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极,D,三、金属的腐蚀与防护,金属阳离子,失e-,氧化反应,(2).金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,金属原子,(1).金属腐蚀的本质：,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化还原反应）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.金属腐蚀,（3）化学腐蚀与电化腐蚀比较,（4）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-=Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,2.金属表面覆盖保护层，使金属和周围物质隔离开来。如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。,3.电化学保护法,原理：,牺牲阳极的阴极保护法,利用原电池反应将需要保护的金属作为原电池的正极而受到保护或者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。,1、改变金属的内部组织结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。,2.金属防护的几种重要方法,还可以利用化学反应使金属钝化而受到保护,【特别提示】,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负极的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：电解池的阴极保护法原电池的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀,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,5、2、1、3、4,1.(2009高考上海卷)右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是(),课堂检测,A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是Fe-2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀,B,2.铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：,首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。,试回答以下问题：(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。能表示其原理的反应方程式为_。(2)仪器A的名称为_，其中装的药品可以是_，其作用是_。(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为_。,电化学腐蚀,负极：2Fe4e=2Fe2正极：2H2OO24e=4OH,球形干燥管,碱石灰(或无水CaCl2),干燥O2,与O2接触，与水接触,3.（07年广东理基25）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2=2Fe24OH。以下说法正确的是A负极发生的反应为：Fe2e=Fe2B正极发生的反应为：2H2OO22e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀,A,4.（08年广东化学12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀,A C,5.（09年广东化学10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程,B C,电解原理及其应用,一、电解池的原理,(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,2.实质：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,4.阴、阳极的判断,还可以根据两极反应的现象确定(1)电极增重（析出金属）或有气泡冒出（H2）阴极(2)电极减重（金属溶解）或有气泡冒出（O2或Cl2）阳极 还可以根据电极附近指示剂的显色来推断该电极上发生的反应情况，从而确定正负极。,5.电极反应式的书写若给出电源正、负极，则应先判断出电解池的阴、阳极，然后书写电极反应式。若阳极为活泼电极(除Au、Pt外的金属)，则电极本身失电子。若未给出电源正、负极，则应根据现象，先判断氧化反应和还原反应的类型，然后根据阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应判断出阴、阳极，再书写电极反应式。,氧化反应,2Cl-2e=Cl2,电解氯化铜溶液,电解质溶液,还原反应,Cu2+2e-=Cu,总反应：,阳极,阴极,Cu2+2Cl-=2Cu+Cl2,(离子方程式）,（化学方程式）,外电路,内电路,小结：电解池的工作原理：,（）电源（）,1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应,BC,课堂检测,2.(2009黄冈模拟)如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出，符合这一情况的是(),A,甲 乙 丙 丁,3.判断下面甲、乙、丙、丁四个池分别是原电池还是电解池，写出电极反应方程式。,正、负极,阴、阳极,阳离子阴极 阴离子阳极,负氧正还,阳氧阴还,小结：原电池和电解池的比较,阳离子正极 阴离子负极,1.离子放电顺序,活泼金属阳极S2-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Fe3+氧化性较Cu2+强。,K+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+H+Cu2+Fe3+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,二、电解的规律,2.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,3.电解质溶液用惰性电极电解的规律：,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e=Cl2,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e-=Cl2,阴极：Cu2+2e=Cu,阳极2Cl-2e=Cl2,阴极：2H2O+2e=H2+2OH-,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：2Cu2+4e=2Cu,减小,增大,不变,增大,增大,减小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,电解水型！,电解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！,【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.,1.(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1:2D.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,课堂检测,2、（08全国卷）用直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a（阴极）和b（阳极）附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是()A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色,课堂检测,D,4.有关电解的计算,关键：抓住电子守恒建立关系式,例2:(08全国卷)电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A0.10mol/LAg+B0.02mol/L Zn2+C0.20mol/L Cu2+D0.20mol/L Pb2+,C,例1：(07年全国卷I)以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出Cu的质量为()A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12 g,B,(2009高考全国卷)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。,课堂检测,(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_；电极c的质量变化是_g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。,4OH4e=2H2OO2,正,2.8L,16,碱性增大，因为电解后，水量减少溶液中NaOH浓度增大,酸性增大，因为阳极上OH生成O2，溶液中H浓度增加,酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性,能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应,三、电解原理的应用,(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,1.电镀,2.铜的电解精炼,阳极：,Cu=Cu2+2e-,阴极：,Cu2+2e-=Cu,杂质比铜活泼的Zn、Fe等：,Zn=Zn2+2e-,Fe=Fe2+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。,例：（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Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+2e=NiB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,原理,3.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？,（1）NaCl溶液中,NaCl电离出，H2O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H2O 电离向右移动，因此阴极 浓度增大PH。阴极方程式：。,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,Na+、Cl-,H+、OH-,Cl-、OH-,Cl-,Cl2,H+,H2,OH-,增大,Na+、H+,氯碱工业,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.,(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.,(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.,第一个问题:,Cl2+2 NaOH=NaCl+NaClO+H2O,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:,(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Cl2和H2混合而引起爆炸 b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响 NaOH的产量。,提示：,第二个问题：精制食盐水,电解饱和食盐水必须解决两个主要问题:,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,略过量BaCl2 溶液,除SO42-,略过量Na2CO3 溶液,除Ca2+、Ba2+,略过量NaOH 溶液,除Fe3+、Mg2+,过滤，加适量HCl溶液,调节PH 除CO32-、OH-,4.电解冶炼金属,（1）制取金属钠,电解熔融氯化钠,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2Na+2e-=2Na,总反应：,（2）制取金属铝,电解熔融氧化铝,阳极：,6O2-12e-=3O2,阴极：,4Al3+12e-=4Al,总反应：,通电,注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为 熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化,2Al2O3=4Al+3O2,1.（09年重庆理综26）（14分）工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。（1）题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是；NaOH溶液的出口为（填字母）；精制饱和食盐水的进口为（填字母）；干燥塔中应使用的液体是。,氯气,a,d,浓硫酸,课堂检测,（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为。SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3 SiCl4（g）+2 H2（g）+Si（g）4 SiHCl3（g）达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为 kg。（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气 m3（标准状况）。,0.35,134.4,2.（09年山东理综29）（12分）ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。aNaOH bZn cFedNH3H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。,Zn,正极,Zn与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率,b,2H+2e-=H2,87g,