[2010届高三一轮化学复习课件]电解池原理及其应用

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
通电 通电
阳极: 4OH-
2H2O+O2 ↑+ 4e-
阴极: Cu 2++ 2e - Cu 总反应: 通电 2CuSO4+2H2O == 2H2 SO4+O2 ↑+2Cu 通电 2+ 2Cu +2H2O == 4H++O2 ↑+2Cu
2Cl- + 2e阳极: Cl2 ↑ H2 ↑ H2 ↑ +Cl2 ↑ +2NaOH H2 ↑ +Cl2 ↑ +2OH-
想一想?
如果要在某铁制品表面镀上一层银, 请你选择合适的电极材料和电镀液,并写 出电极反应方程式。
阴极——某铁制品 阳极——金属银 电镀液——含有硝酸银的溶液 阳极:Ag→ Ag+ +e阴极:Ag++e- → Ag 溶液中离子浓度不变
二、电解池原理的应用 (一)电镀
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: 使金属增强抗腐蚀的 能力,增加美观和表面硬度。 3、电镀材料的选择: 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 4、电镀的特点:1)阳极本身参加电极反应 2)电解质溶液的浓度保持不变
4、指出该装置中电解池的阴阳极, 写出电极反应式及总反应的化学方 程式。 阳极:2Cl-→ Cl2 ↑ + 2e阴极:Cu 2++ 2eCu
总反应:CuCl2
电解Hale Waihona Puke Baidu
Cl2 ↑+ Cu
5、在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、 H+、OH-,为什么只有Cu2+、Cl-得失电子,而 H+、OH-却不能或很难在两极上得失电子呢? 在阴、阳极上,离子的放电顺序又是怎样的?
(二)铜的电解精炼
阳极: Cu

Cu2++2e-
杂质比铜活泼的Zn、Ni、Fe等:
Zn
→ Zn2+ +2e-
Ni-2e-= Ni2+ 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。 阴极: Cu2++ 2e- → Cu
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极,b点是正极
练习6.右图中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 ( A )
小结3
分析电解反应的一般思路:
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴 极还原分析得出产物
电解
★电解规律(用惰性材料作电极时)
⑵、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液时,实质上是电解质本身被电解。 如电解盐酸、CuCl2溶液等时 电解盐酸 阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 阴极: 2H+ +2e-= H2 ↑ 电解 总反应:2HCl== Cl2↑ + H2↑ 电解后溶液中溶质的质量分数减小,若要恢复 原来的组成和浓度,需加入一定量的溶质(通入一 定量的HCl气体)
阴极: 2H++2e总反应:
2Cl-+2H
2O =
通电 通电
2NaCl+2H2O =
阳极: 4OH- - 4e-
2H2O+O2 ↑
4H ++ 4e — 2H2 ↑ 阴极: 通电 总反应: 2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
Na2SO4溶液
阳极: 4OH- - 4e阴极: 4H+ + 4e—
总反应:
电解
动脑筋总结
以碳棒为电极,电解下列物质的水溶液时,在阴、阳两 极上分别是什么离子放电?总结有什么特点或规律?
1.HCl、CuCl2、H2O
实质电解的只是溶质本身
2. NaCl、AgNO3、 CuSO4
3. Na2SO4、H2SO4、 NaOH
实质电解的是溶质和H2O
实质电解的就是H2O
7.电解过程中溶液pH的变化规律 (1)电解时,只生成H2 而不生成O2 , 则溶液的pH 增大 。 (2)电解时,只生成O2 而不生成H2 , 则溶液的pH 减小 。 (3)电解时,既生成H2 又生成O2 ,则 实际为电解水。 ①若为酸性 pH 减小 ,
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
练习5:(2007 上海)某学生设计了一个“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
D
B.铂片端作阴极,发生氧化反应
②若碱性溶液,则溶液的pH 增大 , ③若为中性,则pH 不变 。
练习3、下图A为直流电源,B为浸透饱和氯化 钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽.接通 电路后发现B上的c点显红色.为实现铁上镀锌, 接通K后,使c、d两点短路.下列叙述正确的 是 ( ) BD A.a为直流电源的负极
B.c极发生的反应为2H++2e-=H2↑
2Cl- - 2e-
Cl2
; .
H+ 容易得到电子被还原生成 H2
使H2O 电离向右移动,因此阴极 OH- 浓度增大 PH 。 增大 • 阴极方程式: 2H+ + 2eH2 。
• 总化学方程 电解 2 NaCl 2H 2 O Cl2 H 2 2 NaOH 式: ;
电解 Cl2 H 2 2OH . • 总离子方程式:2Cl 2H 2 O
★电解规律(用惰性材料作电极时)
⑷、电解活泼金属的含氧酸盐溶液时,电解质和水 都有一部分被电解,如电解NaCl溶液等。 阳极 (C): 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 阴极 (C): 2H+ +2e-= H2 ↑ 总反应:2NaCl+2H2O==2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢 复原来的组成和浓度,需通入一定量的HCl。
有何规律?
★电解规律 (用惰性材料作电极时)
⑴、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐 溶液时,实质上是电解水。 如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时 其电极反应式为: 阳极 : 4OH--4e-=2H2O +O2↑ 阴极: 4H+ +4e-=2H2 ↑ 总反应:2H2O== O2↑ +2H2↑ 电解后溶液中溶质的质量分数增大,若要恢复 原来的浓度,只需加入一定量的水即可。
1.定义: 电能转化为化学能的装置为电解池.
2.构成
(1)直流电源 (2)电解质溶液或熔融电解质 (3)固体电极材料(活性或惰性)
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
电极的判断方法?
例1.判断下列装置属于电解池的是
Cu
例2
指出下列装置的名称、电极名称,写出电极反应 式,一段时间后电解质溶液中两极附近离子有何 变化?并表示出电子移动方向。
C.f电极为锌板
D.e极发生氧化反应
练 习4.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 ( AC ) A.X是正极,Y是负极 B.X是负极,Y是正极 C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的PH值不变
•X Y • Pt Cu a
b
解决方法:使用离子交换膜

• (3)电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为: • ___________ 阴极附近的溶液无色变为红色 ,两极极板上 都有气体产生,如何检验气体的种类? 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.
(四).电解法冶炼金属:
对于活泼的金属单质,如:锂、钠、钙、镁、铝等 等,由于难有还原剂从它们的化合物中还原出来,采 用电解法几乎是得到它们的唯一方法。 NaCl(熔融)==2Na+Cl2↑ MgCl2 (熔融)==Mg+Cl2 ↑
e e
-
e
-
e
-
e
原电池

+

阴 电解池


4.电子、离子定向移动方向及反应
电子由负极流向阴极,从阳极流回正极”
必发生 得电子 的 还原反应
电解池
必发生 失电子 的 氧化反应
★. 电子传递方向: 电子从原电池的负极出发,经过导线回到电解 池的阴极,再由离子通过电解液传到阳极,离 子在阳极失去电子,电子经导线回到原电池的 正极
★电解规律(用惰性电极电解时)
⑶、电解不活泼金属的含氧酸盐时,电解质和水都 有一部分被电解, 如电解CuSO4溶液、AgNO3溶 液等。 如:电解CuSO4 、 AgNO3溶液等 阳极 : 4OH--4e-=2H2O +O2↑ 阴极: 2Cu2+ +4e-=2Cu 电解 总反应: 2CuSO4 +2H2O = 2Cu+O2↑ +2H2SO4 电解后原溶液中溶质的质量分数减小,若要恢 复原来的组成和浓度,需加入一定量金属氧化物。
高三化学第一轮复习
电解池原理及其应用
海中分校高三化学备课组
目标解读
• 1、了解电解池的构成,理解电解原理 • 2、掌握常见离子在阴阳两极上的放电顺序, 能够准确判断两极的产物及变化,能够正 确书写电极反应及总反应方程式 • 3、了解氯碱工业的反应原理,了解电镀池 及铜的电解精炼的工作原理
一、电解池原理
电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。
• • (
三)氯碱工业
• (1)在NaCl溶液中,NaCl电离出Na+、Cl,H2O电离出H+、OH- 。
通电后,在电场的作用下, Na+、H+ 向阴极移动, Cl-、OH-向阳极移动。 在阳极,由于 阳极方程式: (2)在阴极,由于
Cl-
容易失去电子,被氧化生成
Cl2 。
-
-

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。
6.电极反应式书写
练习1:说出下列装置中电解池的阴阳极,写 出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方 程式。 阳极: 2Cl- - 2e- →Cl2 ↑ 2H++2e- → H2 ↑ 阴极: 通电 总反应: 2HCl == H2 ↑ +Cl2 ↑
思考
1. 通电前,溶液中有哪些离子? 运动情况如何? CuCl2 = Cu2+ + 2Cl无规则运动 H 2O H+ + OH2.通电后,离子的运动情况有什么改变? 阳离子:Cu2+、H+ 移向阴极 阴离子:Cl-、OH-移向阳极 定向运动
3.当离子定向移动到电极表面时,发生的是 什么类型的反应? 氧化还原反应
2H2O+O2 ↑
2H2 ↑
H2SO4溶液
通电 2H2O = 2H2 ↑+O2 ↑
阳极:4OH- - 4e阴极: 4H + 4e 总反应:
+ —
2H2O+O2 ↑
2H2 ↑
NaOH溶液
通电 2H2O = 2H2 ↑+O2 ↑
练习2:
从H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42-五种 离子中选出两种离子组成电解质,按下 列要求进行电解,用电解质的化学式填 空(使用惰性电极电解) ( 1 ) 电 解 过 程 中 溶 液 的 pH 增 大 的 有 NaCl 、HCl (2)电解过程中溶液的pH减 _______ CuSO4、H2SO4 (3)电解过程中 小 的有 Na2SO4 CuCl2 溶液的pH不变的有 。
电解 电解
2Al2O3
(熔融)
电解
其中,Na3AlF6在电解时作熔剂,以降低Al2O3 的熔化所需要的温度
Na3AlF6
====
4Al+3O2↑,
(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O . (2)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: 混合遇火或遇强光爆炸 .
5.离子放电顺序及电解产物的判断
(1)阳极上(氧化反应
2Pt、Au除外) )
活泼金属作阳极>S >I >Br >Cl >OH >含氧酸根
(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: Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+ > H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
++2Cl-通电 H 2H == 2 ↑ +Cl2 ↑
阳极:4OH- - 4e-
O2 ↑ +2H2O
阴极: Ag+ + e- Ag
总反应:
通 电
4AgNO3+2H2O == 4Ag+O2 ↑ +4HNO3
4Ag+
+ 2H2O == 4Ag +O2 ↑ +4H+
通电
阳极:2Br- - 2e- Br2 阴极:2H++2e- H ↑ 2 总反应: 2NaBr+2H2O == 2NaOH+H2 ↑ +Br2 2Br-+2H2O == 2OH-+H2 ↑ +Br2
相关文档
最新文档