复习电解原理.ppt

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1、,电,解,理,原,如何使下图装置中的铜析出在铁棒上，而铁的质量不变？写出相应电极反应式。,Zn=Zn2+2e-,Cu2+2e-=Cu,阳极,正极,负极,阴极,原电池,电解池,Cu2+2e-=Cu,2Cl-=2e-+Cl 2,变一变如果把铁棒也换成石墨呢？,一、电解原理,使电流通过 而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。,把 转化为 的装置,电解质溶液,电能,化学能,电解池构成条件,电极名称和电池材料,电子、电流、离子方向,电解效应,一、电解原理,电解池构成条件,判断电解池中阴阳极的方法有哪些？,电极,阳极：,阴极：,接电源正极的为，发生。,接电源负极的为，发生。,惰性电极：,活性电极：,电极材料

2、,C、Pt、Au等，仅导电，不参与反应。,Fe、Cu、Ag等,既可以导电、又可以参与电极反应。,电极名称,阴极,还原反应,阳极,氧化反应,思 考,根据电源的正负极判断,根据电子流动的方向判断,根据发生的电极反应判断,根据两极产生的现象判断,判断电解池中阴阳极的方法,对点练习1,阳离子 阴极 阴离子 阳极,使原本不能发生的反应成为可能；使原本进行的反应加速发生；使阳极金属溶解，阴极金属得到充分保护。,电子方向：,电流方向：,离子移动方向：,效应,想一想,阳极：,Fe=Fe 2+2e-,阴极：,Cu2+2e-=Cu,阳极,阴极,阳极为活性电极，则电极自身被氧化,阳离子放电顺序：,Cu2+Fe 2+

3、H+水,Cu Cl2溶液,Fe,Cu,如果将电源反向呢？,如下图：电解氯化铜溶液，电极反应有何变化？电极反应式怎么写？,阳极：,阴极：,Cu=Cu2+2e-,Cu2+2e-=Cu,阳极,阴极,例：写出用石墨做电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式.,阴极：,阳极：,最后使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式,阴极：,阳极：,4OH 4e O2+2H2O,2Cu2+4e 2Cu,OH SO42,H+Cu2+,首先分析、比较出阴阳极的放电离子：,然后写电极反应式：,2CuO2+4H+,或2CuSO4+2H2O,（电解反应的化学方程式）,2CuO2+2H2SO4,2Cu2+2H2O,

4、（电解反应的离子方程式）,或2H2O 4eO2+4H+,二、电解规律,含氧酸,H2SO4,强碱,NaOH,活泼金属的含氧酸盐,Na2SO4,无氧酸,HCl,阳极：4OH-4e-O2+2H2O阴极：4H+4e-2H2,减小,增大,不变,H2O,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：2H+2e-H2,增大,HCl,不活泼金属的无氧酸盐,CuCl2,阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：Cu2+2e-Cu,_,CuCl2,活泼金属的无氧酸盐,Na2S,增大,H2S,不活泼金属的含氧酸盐,CuSO4,减小,CuO,放氢生碱型,放氧生酸型,阳极：S2-2e-S阴极：2H+2e-H2,阳极：4OH-4e-O2+2H2

5、O阴极：2Cu2+4e-2Cu,pH变化有何规律？,金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；H(水),金属（除Pt、Au外）S2IBrCl OH(水)NO3SO42F,放电顺序,电解质变化，溶剂不变：CuCl2、HCl,电解原理应用,电解溶质和水：NaCl、CuSO4、AgNO3,电解水：Na2SO4、H2SO4、NaOH,电解质和溶剂均不变：电解精炼铜、电镀,熔融电解：NaCl、MgCl2、Al2O3,只放氢，pH升；只放氧，pH降；氢氧一起放，碱升酸降（盐不变）。,注：NaHSO4相当于酸。,对点练习2,pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可

6、能是（）A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）：Cu 2e-=Cu2+阴极（纯铜）：Cu2+2e-=Cu,比铜活泼的金属：Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；,比铜不活泼的金属：Au.Pt.不溶解，而以单质沉积 形成阳极泥；,电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；,三、电解原理的应用,电镀铜的装置：,【实验42】,镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的电解质配成电镀液；,电镀铜的原理：,阳极（镀层金属）：Cu2e-=Cu2+阴极（镀件）：Cu2+2e-=Cu电镀液浓度不变；,电解质溶液,原电池与电解池的比较,电解饱和食盐水反应原

7、理：,现象：,阳极产生Cl2,阴极产生H2 和酚酞变红,【问题】,写出电极反应式，电解总反应方程式；为什么NaOH 在阴极区产生？若产生1molH2，则产生Cl2、NaOH各几mol?电子转移几mol?,电极反应及总反应：,阳极反应：2Cl2e Cl2（氧化反应）阴极反应：2H+2eH2（还原反应）,阴极区,阳极区,离子交换膜法制烧碱：,1.离子交换膜电解槽的组成：,由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；,2.阳离子交换膜的作用：,将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na+）通过，而阻止阴离子（Cl、OH）和气

8、体通过。可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2与NaOH反应。,3.食盐的精制：,（1）粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜；,（2）杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,课堂小结,电解原理,电解规律,电解应用,电解池,四、有关电解计算,O22Cu4Ag4H2H22Cl24OHPH,例1：,例2：铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(

9、)气体.求电解后溶液的pH.,解析：阳极,4OH-4e-=2H2O+O2,阴极,Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2,n(Cu2+)2+0.5mol2=0.5mol4,n(Cu2+)=0.5mol,Cu2+2H+C(H+)=1mol/L pH=0,例3：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：金属M的相对原子质量及 x、n 值；电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。,Mx+xe-=M0.005mol 0.01mol 0.3

10、2g,所以：x=2；M=64；n=3,产生H+为0.01mol，pH=1,例3：,现有500 mL混有NaOH的饱和食盐水,pH=10,用惰性电极电解一段时间后,阴极共产生5.6L H2(已换算成标准状况下体积).则电解后溶液在室温下pH为:A.8 B.10 C.12 D.14,D,关系式：,O22Cu4Ag4H2H2,用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（）A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol,则H2为

11、0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A,1（08上海卷）取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()Ab电极是阴极 Ba电极与电源的正极相连 C电解过程中水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小,解析：a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极负极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2，b为阴极，2H2O4e-=H2+2OH-，所以b极附近的pH增大。,2（08全国卷）右图为直流

12、电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b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,解析：Na2SO4 2Na+SO42-，H2OH+OH-，SO42-和OH-移向b电极，Na+和H+移向a电极，在b电极 上：4OH-4e-2H2O+O2，在a电极上：2H+2e-H2所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H+放电，所以a电极附近的c(OH-)c(H+)，滴加石蕊试液a电极附近变

13、蓝色，同理，b电极附近变红色。,3(2008年重庆理综)如图所示，下列叙述正确的是(),(A)Y为阴极，发生还原反应(B)X为正极，发生氧化反应(C)Y与滤纸接触处有氧气生成(D)X与滤纸接触处变红,4.（07年江苏）某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 A电解过程中，铜电极上有H2产生 B电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4=CuSO4+H2 C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D整个电解过程中，H的浓度不断增大,通电,1.如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是:A.

14、铁圈和银圈的左右摇摆不定B.保持平衡状况C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜,D,2.用图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。,(1)A中发生反应的化学方程式为_。(2)在B中观察到的现象是_。,A,B,4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3,通电,铜片溶解，有气体、蓝色沉淀生成,3三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是()(A)可用铁作阳极材料(B)电解过程中阳极附近溶液的p

15、H升高(C)阳极反应方程式为：2ClCl2 2e(D)1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 1 mol电子。,4.工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制KMnO4。（1）电解时,应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会,（2）阳极反应式为,（3）总电解反应式为.,Fe,增大,MnO42-e-MnO4-,2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2,通电,1.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的pH值逐渐减小DCuSO4溶液的pH值不变,2.某学生设

16、计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极，发生还原反应B.铂片端作阴极，发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极，b点是正极,祝你成功,3在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为_。（2）阴极上的电极反应式为_。（3）原上层液体是_。（4）原下层液体是_。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是.现象是。,焰色反应,2I-2e-=I2,2H+2e-=H2,KI（或NaI等）水溶液,CCl4（或CHCl3等）,I2在CCl4中的溶解度大于在水中溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,（其它合理答案同样给分。例如，若中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色。）,Class is over!,