电解CuCl2溶液

Cu2+
== Cu + Cl2
关注细节
有关电解CuCl2溶液过程中，溶液的pH变化 阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
考虑Cu2+的水解，随着电解过程的进行，阴极区的c(Cu2+) 逐渐下降，Cu2+的水解趋势虽有所加强，但溶液中c(H+)仍逐 渐降低，pH增大
阳极： 2Cl- - 2e- == Cl2
电解
实验1
电解CuCl2溶液
阴极：Cu2+ + 2e- ==Cu
阳极：2Cl- - 2e- ==Cl2
电解
CuCl2 ==== Cu + Cl2
分析：溶液中存在的离子
CuCl2 == Cu2+ + 2Cl-
H2O
H+ + OH-
离子的迁移 Cu2+、H+ —— 阴极
Cl-、OH- —— 阳极 离子的放电顺序： 阴极： Cu2+ > H+ 阳极： Cl- > OH-
考虑电解生成的Cl2溶解在水中，由于Cl2和水反应生成盐 酸和次氯酸的缘故，溶液的pH下降
用惰性电极与金属电极的组合进行电解实验的研究
实验5-1
用Cu作阴极、C作阳极，电解硫酸溶液
阴极： 4H+ +4e- == 2H2 阳极：4OH- - 4e- == O2 + 2H2O 反应实质：电解水 Cu电极的作用： 相当于惰性电极 Cu电极的优点： 减少能耗
浓度、水的电离平衡的移动
总结用惰性电极电解下列电解质的过程中，极区 溶液pH、溶液pH的变化规律
电解质 H2SO4 NaOH CuSO4 阴极 阳极 电解总方程式 溶液pH
↑ ↑ — — ↑ ↑ —
↓ ↓ ↓ ↓ —
2Cu2+
4Ag+
2H2O == 2H2 + O2 2H2O == 2H2 + O2
+ 2H2O == 2Cu + O2 + 4H+
通电 通电
通电
通电
↓ ↓
AgNO3
NaCl KBr CuCl2
+ 2H2O == 4Ag + O2 + 4H+
通电 通电
2Cl- + 2H2O == Cl2 + H2 + 2OH-
↑
↑ —
—
—
2Br-
+ 2H2O == Br2 + H2 + 2OH+ 2Cl通电
(2)当阴极的质量增重32g时，阳极产生的气体体积 为多少？
(3)当阴极和阳极产生的气体体积相等时，其气体体积 为多少？
用惰性电极电解CuCl2和CuSO4的混合溶液，写出 电极反应方程式. Cu2+、H+
SO42-、Cl-、OHCuCl2 CuSO4 CuSO4 H2SO4 H2SO4
m(Cu)
形成推论：
阴极：
3+> 2+ > Na+ Ag+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+ > H O Al > Mg 2
阳极：
S2- > SO32- > I- > Br- > Cl- > OH- > 族价含氧酸根 > F-
用惰性电极电解下列电解质溶液，写出相应的 电极方程式，以及总的电解方程式。 Na2CO3 KI CuSO4
总方程式：
Cu + 2H+ === Cu2+ + H2
Байду номын сангаас通电
利用电解池可以使非自发进 行的氧化还原反应得以实现。
思考：
若以Fe作阳极，C作阴极，电解硫酸溶液，反应
的最终结果将如何？
阴极： 2H+ + 2e- == H2 阳极：Fe - 2e- == Fe2+
总方程式： Fe +
2H+
通电
=== Fe2+ + H2
SO42-、OHH2SO4
m(Cu)
CuSO4 H2SO4
V(H2) V(O2)
用惰性电极电解CuCl2 和CuSO4 的混合溶液，写出 电极反应方程式。
用惰性电极电解 500mL 物质的量浓度均为1mol/L 的CuCl2和CuSO4的混合溶液。 (1)当阴极的质量增重8g时，阳极产生的气体体积 （标准状态，下同）为多少？
电解过程的能量守恒原则 电能 = 化学能 + 热能 ΔH IUt = IR2t
Q(e-)
= It
Q Q n= = —19 23 q × N A 1.6 ×10 ×6.02 ×10
法拉第常数
f = q×NA =96320
实验5-2
用Cu作阳极、C作阴极，电解硫酸溶液
阴极： 2H+ + 2e- == H2 阳极：Cu - 2e- == Cu2+
增加溶液的导电性
用惰性电极电解NaCl和Na2SO3的混合溶液，写出 电极反应方程式. Na+ 、H+ Cl- 、SO32-、OHNa2SO3 Na2SO4 NaCl
SO42Na2SO4 NaCl NaOH
Na2SO4 NaOH
用惰性电极电解CuSO4和H2SO4的混合溶液，写出 电极反应方程式. Cu2+、H+
与Fe直接在硫酸中发生置换反应相比， 上述反应的是否具有实际的效果？
AgNO3
NaBr
用惰性电极电解下列物质一段时间后，加入何种 物质可使电解液恢复到电解以前的状态？ 电解质溶液 Na2SO4 加入的物质 H2O H2O CuO CuCl2 HCl
H2SO4
CuSO4 CuCl2 NaCl
思考：
用Pt电极电解H2SO4、NaOH、Na2SO4等溶 液时，实际的结果就是电解水，请问在这些实验 中加入上述电解质的原因。
V(O2) V(H2)
V(Cl2)
实验4
用Pt电极电解加有石蕊的Na2SO4溶液
实验现象的观察 阴极： 溶液变蓝色 阳极： 溶液变红色 将两极区的溶液进行混合 显紫色
电解Na2SO4溶液 电解水
pH ↑ pH ↓
Na2SO4浓度增大
思考：
比较用Pt电极电解H2SO4、Na2SO4溶液时，
反应速率的快慢。寻找影响电解速率的可能因素。
实验2
电解H2SO4溶液
离子的迁移 H+ —— 阴极 电极方程式 阴极： 4H 2H+ +4e +2e- == 2H H22 阳极：4OH- - 4e 4 - == O2 + 2H2O 离子的放电顺序： 阴极： H+ 阳极： OH- > SO42SO42-、OH- —— 阳极
实验3
电解NaOH溶液
离子的迁移 Na+、H+ —— 阴极 电极方程式 阴极： 4H+ +4e- == 2H2 阳极：4OH- - 4e- == O2 + 2H2O 离子的放电顺序： 阴极： Na+ > H+ 阳极： OHOH- —— 阳极
离子在阴、阳极的放电顺序
阴极： Cu2+ > H+ > Na+ 阳极： Cl- > OH- > SO42-