电解饱和食盐水
为什么电解饱和食盐水阴极电极反应式
为什么电解饱和食盐水阴极电极反应式
电解饱和食盐水时,阴极发生的电化学反应是还原反应。
在电解过程中,阴极是负极,即电子从外部通过阴极进入电解质溶液中。
在饱和食盐水中,主要溶解的是氯化钠(NaCl),因此在阴极处,钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)都可以参与
反应。
根据电化学原理,阴极吸收电子并发生还原反应。
在饱和食盐水中,主要反应是氯离子还原为氯气。
反应式如下:
2Cl- + 2e- -> Cl2
这是因为氯离子在还原过程中获得了电子,逐渐聚集成氯气(Cl2),从而在电解过程中产生氯气气泡。
电解饱和食盐水
2、NaOH性质
俗称:烧碱、火碱、苛性钠 物理性质:易溶于水 ,溶解可放出大量热,
在空气中易潮解。
化学性质:具有碱的通性。即:可使指示剂 变色,酸碱中和反应,与酸性氧化物反应, 与某些盐反应。
用途:重要的化工原料,碱性干燥剂、洗涤 剂、造纸、肥皂
THE END THANK YOU
吴蕴初与天原化工厂
以食盐为原料的化工产品
一、海水晒盐 二、氯碱工业
1、电解饱和食盐水
微粒
现象
产物
实质
阳极 阴极
Cl- 有大量气泡生成 Cl2 OH- 生成气体使湿润淀
粉碘化钾试纸变蓝
Na+ 有大量气泡生成 H2 H+ 滴入酚酞溶液变红 H+得电子 生成H2
通电
2NaCl+2H2O-→2NaOH + Cl2↑+ H2↑
吴蕴初与天原化工厂
吴蕴初,字葆元,1891年 9月29日生于江苏省嘉定县 化工专家,著名的化工实业 家,我国氯碱工业的创始人。 在我国创办了第一个味精厂、 氯碱厂、耐酸陶器厂和生产 合成氨与硝酸的工厂。他大 力支持学会活动,资助清寒 优秀学生上大学培养成高级 科技人才。他为我国化学工 业的兴起和发展作出了卓越 的贡献。
电解饱和食盐水工艺流程
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1. 原盐制备。
将原盐进行破碎、粉碎等处理,使其粒度达到要求。
电解饱和食盐水的化学方程式
电解饱和食盐水的化学方程式电解饱和食盐水的化学方程式:2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+H2↑+Cl2↑电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气,电解反应2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,电解反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑。
[扩展知识]食盐水中的氯化钠(NaCl)和水(H2O)发生电离,通电后分别在阴极与阳极生成氢气(H2)与氯气(Cl2)。
剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠(NaOH)。
工业上常用电解食盐水制取氢氧化钠。
由于氯离子或氯气与氢氧化钠溶液接触会生成氯化钠和次氯酸钠(NaClO),工业制氢氧化钠使用特殊构造的、带有离子交换膜(不允许带负电的氯离子或氯气通过)的电解槽隔绝氯离子或氯气与氢氧化钠。
原理:在食盐水里氯化钠完全电离,水分子是微弱电离的,因而存在着Na、H、Cl、OH四种离子。
即:NaCl= Na+ClH2O⇌ H+OH-(可逆)在电场的作用下,带负电的OH和Cl移向阳极,带正电的Na和H+移向阴极。
在阳极,Cl比OH容易失去电子被氧化成氯原子,氯原子两两结合成氯分子放出氯气。
即:2Cl-2e=Cl2↑(氧化反应)在阴极,H比Na容易得到电子,因而H不断从阴极获得电子被还原为氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出氢气。
即:2H+2e=H2↑ (还原反应)H在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,因而水分子大量电离成H和OH,且生成OH的快慢远大于其向阳极定向运动的速率。
因此,阴极附近的OH大量增加,使溶液中产生氢氧化钠:OH+ Na= NaOH所以电解饱和食盐水的总的化学方程式可以表示如下:2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+H2↑+Cl2↑。
电解饱和食盐水实验
华师大姓名:学号:一、实验目的1、熟练掌握电解饱和食盐水实验的操作技术。
2、学习并掌握电解饱和食盐水的原理和方法。
二、实验原理用铜电极电解饱和食盐水时,两极发生的电极反应分别为:阳极:2Cu-2e一+2Cl一=2CuCl (氧化反应)阴极:2H20+2e一=20H一+H2✁(还原反应)CuCl为白色沉淀(附着在铜上颜色不明显,主要显示的为铜的红棕色),当在U形管底部与阴极电解生成的OH—离子相遇时,生成更难溶的橙黄色沉淀CuOH(CuCl、CuOH的溶度积分别为1.2×10—6和1.2×10—14),反应方程式如下:CuCl+OH一==CuOH+Cl—随后,CuOH部分分解成红色的Cu2O,得到CuOH、Cu20的混合物。
2CuOH(橙黄)=Cu20(红色)+H20(橙黄与红色差别不大不易观察分辨)阳极一侧白色浑浊逐渐变为浅蓝色是由于CuCI被氧化的结果。
4CuCl+O2+4H20==3CuO·CuCl2·3H20+2HCl经查阅资料:Cu2O经H2SO4酸化发生歧化反应,生成Cu2+和Cu:Cu2O+2H+一Cu2++Cu+H2Cu2O、CuOH溶于氨水,形成稳定的无色络合物[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+在空气中很快被氧化成深蓝色(绛蓝色)的[Cu(NH3)4]2+:Cu2O +4NH3·H2O = 2[Cu(NH3)2]+(无色)+2OH- + 3H2O4[Cu(NH3)2]+ +8NH3·H2O + O2= 4[Cu(NH3)4]2+(绛蓝色)+4OH- + 6H2O三、实验用品仪器:U型管、铜丝、烧杯、试管、胶头滴管、玻璃棒、铁架台、铁夹、直流电源、导线试剂:NaCl固体、稀硫酸、氨水装置图:四、实验步骤1、配制饱和NaCl溶液。
2、按图装好实验装置,往U形管中注入饱和NaCl溶液,将两边的铜丝分别与电源的正、负极相连,将外接电压调至20V左右,进行电解,观察现象。
电解饱和食盐水
3.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH
试纸,两根铅笔笔芯作电极,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,内圆为白色,外圈呈浅 红色。则下列说法错误的是 A. b电极是阴极 B. a电极与电源的正极相连接 C. 电解过程中,水是氧化剂 D. b电极附近溶液的pH变小
2. 下图中能验证氯化钠溶液(含 酚酞)电解产物的装置是 D
淀 粉 碘 化 钾
淀 粉 碘 化 钾
3.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 D 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
HCl
①无色,有刺激性气味的气体
②密度比空气
大
M(HCl)>29g/moL ③极易溶于水 H20 HCl 1V : 500V 空气中形成白雾 2、构成微粒 HCl分子
练1:工业上利用电解饱和食盐水的方法制 取 Cl2 、 H2 和 NaOH 。在电源正极上 方收集到的气体能使湿润的 淀粉碘化钾试纸 变 蓝色,证明是 Cl2 ;在电源负极上方收 集到的气体是 H2 ,在该电极附近的水 溶液中滴几滴酚酞溶液,则溶液 变红 , 证明有 NaOH 生成。若电解一段时间后, 电源正极上方收集到的气体0.2mol,则在 H2 电源负极上方将收集到 0.4g g 气体,在溶液中产生 16g g NaOH 。停止通 电后,待溶液混合均匀,溶液的pH 会 升高 。
氢氧化钠有强烈的腐蚀性
俗名:苛性钠、火碱、烧碱
电解饱和食盐水
电解饱和食盐水1. 简介电解是通过外加电流使电解质溶液中的阳离子和阴离子发生氧化还原反应的过程。
电解饱和食盐水是一种在饱和食盐水溶液中进行电解的实验。
本文将介绍电解饱和食盐水的原理、实验装置和实验步骤,并讨论电解饱和食盐水实验的应用和意义。
2. 原理电解饱和食盐水的原理基于电解的基本原理。
当在饱和食盐水溶液中施加外加电源时,正极将接收电子,而负极将释放电子。
这导致溶液中的阳离子(如钠离子Na⁺)向负极移动,阴离子(如氯离子Cl⁻)向正极移动。
在负极处,水分子被还原成氢气(H₂),而在正极处,水分子被氧化形成氧气(O₂)。
3. 实验装置为了进行电解饱和食盐水实验,我们需要以下实验装置:•电源:用于提供电流。
•电解槽:用于容纳饱和食盐水溶液和电极。
•电极:通常使用铂金电极作为正极,而使用铁或铜电极作为负极。
•电线:用于连接电源和电极。
•电流计:用于测量通过电解槽的电流。
•水平器:用于确保电解槽水平。
4. 实验步骤以下是进行电解饱和食盐水实验的基本步骤:1.准备实验装置:将电解槽放在水平面上,并在其中加入足够的饱和食盐水溶液。
2.将电极插入电解槽:将正极(铂金电极)插入溶液中的一侧,将负极(铁或铜电极)插入溶液中的另一侧。
3.连接电线和电流计:将电源的正极与正极电极连接,将电源的负极与负极电极连接。
然后将电流计连接到电路中以测量电流。
4.打开电源:打开电源并将电流设置为所需的值。
开始进行电解饱和食盐水实验。
5.观察实验过程:观察电解过程中的化学反应和电流的变化。
留意电解槽中气体的产生和溶液中的颜色变化等现象。
6.记录实验结果:记录实验过程中的观察结果,并测量和记录通过电解槽的电流值。
7.关闭电源:实验完成后,关闭电源并断开电线连接。
8.清洗实验装置:将电解槽中的溶液倒掉,清洗电解槽和电极以备下次实验使用。
5. 应用和意义电解饱和食盐水实验在学术和工业上有着广泛的应用和意义。
下面是一些常见的应用和意义:•学术研究:电解饱和食盐水实验可用于研究电解过程和电解质溶液中的化学反应。
电解饱和食盐水实验结论
电解饱和食盐水实验结论在日常生活中,我们经常使用食盐来烹饪食物,但是你是否知道食盐水也可以用于实验研究呢?电解饱和食盐水实验就是一种常见的实验方法,它可以帮助我们了解食盐水的性质和特点。
本文将介绍电解饱和食盐水实验的步骤和结论。
实验步骤:1. 准备实验器材:电解池、电源、电极、饱和食盐水。
2. 将电解池中的饱和食盐水倒入两个杯子中,每个杯子中的食盐水量应该相等。
3. 将两个电极分别插入两个杯子中的食盐水中,电极应该插入到食盐水中央,而不是靠近杯子的边缘。
4. 将电源连接到电极上,打开电源,让电流通过电解池。
5. 观察实验现象,记录实验结果。
实验结论:1. 饱和食盐水是一种电解质,它可以导电。
2. 在电流的作用下,饱和食盐水中的氯离子(Cl-)和钠离子(Na+)会分别向两个电极移动。
3. 在负极(即阴极)处,氯离子会接受电子,形成氯气(Cl2)。
4. 在正极(即阳极)处,钠离子会失去电子,形成氢气(H2)和氧气(O2)。
5. 在实验过程中,气泡会从电极上冒出来,这是因为气体在电极上聚集,最终形成气泡。
6. 饱和食盐水中的离子浓度越高,电解效果越好。
7. 饱和食盐水的电解过程是可逆的,也就是说,可以通过反向电流来将气体再次转化为离子。
结论分析:通过电解饱和食盐水实验,我们可以得出一些有趣的结论。
首先,饱和食盐水是一种电解质,这意味着它可以导电。
其次,电流的作用下,饱和食盐水中的氯离子和钠离子会分别向两个电极移动,从而形成气体。
最后,饱和食盐水的电解过程是可逆的,这意味着我们可以通过反向电流来将气体再次转化为离子。
这些结论对我们的生活和科学研究都有一定的意义。
例如,了解饱和食盐水的性质可以帮助我们更好地理解海水和盐湖水的成分和特点。
此外,电解饱和食盐水实验也可以用于制备氯气、氢气和氧气等物质,这对于化学研究和工业生产都有很大的意义。
总结:电解饱和食盐水实验是一种简单而有趣的实验方法,它可以帮助我们了解饱和食盐水的性质和特点。
电解饱和食盐水的实验现象
电解饱和食盐水的实验现象电解饱和食盐水的实验,听起来是不是有点儿高大上?但简单得很,咱们就像在厨房里做菜一样。
准备一杯饱和的食盐水,水里溶解了尽可能多的食盐,就像是在海里泡澡的咸鱼一样,咸得让你忍不住咳嗽。
然后,咱们把电解槽的电极放进去,接上电源。
电源一通,哇塞,事情就开始变得有趣了!水里的食盐分子开始忙活起来,像小精灵一样,开始分解成钠离子和氯离子。
这一瞬间,实验室里的氛围瞬间变得紧张又兴奋,就像是大厨在比赛时的一刹那。
你可能会注意到,电极附近开始冒泡,咕嘟咕嘟的声音就像在水中放了颗爆米花,整个实验仿佛成了一场小型的魔术表演。
那泡泡可不是普通的泡泡,仔细一看,发现是氢气和氯气,真是让人目不暇接。
然后,咱们看看那些冒出来的气泡,氢气在阴极附近跳舞,直冒上天,仿佛在庆祝什么。
而在阳极,氯气则是另一番景象,绿色的气体缓缓释放,似乎在对我们挥手致意。
可千万别低估了这些小气泡,虽然它们看起来可爱,但氯气可不是好惹的角色,记得不要对着它深呼吸哦,安全第一嘛。
更有趣的是,实验结束后,电极上的东西可就有点儿意思了。
阳极那边,金属的表面开始变得暗淡,甚至出现了一些沉淀物,像是被涂了一层神秘的外衣。
而阴极呢,哎呀,居然有些金属沉积下来,简直就像是“意外之财”一般。
想想看,原来这些实验不但能让咱们见识到科学的奇妙,还能让电极变得“富有”,这真是双赢的局面啊!不过话说回来,实验结束后,咱们要好好处理这些化学物质。
可别随便倒掉,毕竟这些东西可不能让它们乱跑,要不然就会造成环境污染。
想想看,若是让那些氯气和其他的东西自由翱翔,可能会让人类后悔莫及。
于是,科学家们在实验后都格外小心,就像小心呵护自己心爱的宠物一样,不能让它们受伤。
有的时候,做这些实验就像是在跟自然对话。
每一次的电解都是在跟水和盐进行一次亲密的交流,试图揭开它们的秘密。
而当我们看到那些气泡和沉淀物,心中满是成就感,就像完成了一道复杂的数学题,心里乐开了花。
这种感觉真是妙不可言,让人不禁想要再来一次。
电解饱和食盐水
4OH--4e-=2H2O +O2↑ 电解
2H2O= O2↑ +2H2↑
pH:
不变
复原:
4H+ +4e-=2H2 ↑
H2O
4OH--4e-=2H2O +O2↑ 电解
2H2O= O2↑ +2H2↑
pH:
减小
复原:
4H+ +4e-=2H2 ↑
H2O
4OH--4e-=2H2O +O2↑ 电解
2H2O= O2↑ +2H2↑
2Cl -- 2e-=Cl2↑ 电解
CuCl2=Cu +Cl2↑
电解 Cu2++2Cl-=Cu +Cl2↑
阴极: 阳极: 总反应:
2H+ +2e-= H2 ↑
2Cl -- 2e-=Cl2↑
电解 2HCl= Cl2↑ + H2↑
电解 2H++Cl-= Cl2↑ + H2↑
电解自身型
浓度:
减小
pH:
增大
金属腐蚀的快慢速度:
电解池的阳极
>原电池的负极
>化学腐蚀
>原电池的正极
>电解池的阴极
HCl气体
NaCl溶液换成MgCl2溶液呢?
阴极: 阳极: 总反应:
2H+ +2e-= H2 ↑
2Cl -- 2e-=Cl2↑ 电解
MgCl2+2H2O=Mg(OH)2+ Cl2↑ + H2↑ 电解
Mg2++2Cl-+2H2O=Cl2↑ + H2 ↑ + Mg(OH)2
阴极: 阳极: 总反应:
电解饱和食盐水的总反应,离子方程式
电解饱和食盐水是一种常见的实验现象,通过这一实验可以观察到电解质在电解过程中的行为。
本文将通过详细的实验步骤和化学方程式,给出电解饱和食盐水的总反应和离子方程式。
1. 实验步骤准备一定质量的食盐,保证其充分溶解于适量的水中,形成饱和食盐水溶液。
将两个电极(通常是碳棒)插入溶液中,并接通直流电源,使电流通过溶液进行电解。
在实验过程中,观察电极和溶液的变化,记录观察到的现象。
2. 总反应式根据电解饱和食盐水的实验现象和化学原理,可以得出电解饱和食盐水的总反应式如下:2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2根据上述反应式,食盐溶解于水中会分解成氢氧化钠、氢气和氯气。
3. 离子方程式在电解饱和食盐水的过程中,可以根据溶液中的离子变化推导出相应的离子方程式。
将食盐水的化学式写为离子形式:NaCl → Na+ + Cl-2H2O → 2H+ + 2OH-在通电的情况下,阴极会吸引阳离子,而阳极会吸引阴离子。
在电解饱和食盐水的过程中,发生了如下离子反应:在阴极处:2H2O + 2e- → H2 + 2OH-在阳极处:2Cl- - 2e- → Cl2通过上述反应式,可以清晰地看出在电解饱和食盐水的过程中,氢气和氢氧化钠生成于阴极,而氯气生成于阳极。
4. 实验现象在进行电解饱和食盐水的实验时,可以观察到以下现象:- 在阴极处产生气泡,气泡中是氢气;- 在阳极处产生气泡,气泡中是氯气;- 溶液的颜色渐渐变淡,pH 值增加,出现碱性反应。
通过以上详细的实验步骤、化学方程式和实验现象,可以清晰地了解电解饱和食盐水的总反应和离子方程式。
这一实验不仅可以帮助我们理解电解质溶液的特性,还可以增进我们对化学反应过程的认识,是一项十分有益的实验。
电解是一种利用电能来促使化学反应进行的方法,电解饱和食盐水就是其中的一个典型例子。
在实验室中,我们可以通过电解饱和食盐水的过程来观察电解质在电解过程中的行为,并且通过化学方程式和离子方程式来揭示实验过程中所发生的反应。
电解饱和食盐水
电解饱和食盐水一、实验原理在食盐水里氯化钠完全电离,水分子是微弱电离的,因而存在着na+、h+、cl-、oh-四种离子。
当接通直流电原后,带负电的oh-和cl-移向阳极,带正电的na+和h+移向阴极,在这样的电解条件下阳极(c):2cl--2e-===cl2↑阴极(fe):2h++2e-===h2↑由于h+在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离成h+和oh-,h+又不断得到电子,结果溶液里oh-的数目相对地增多了。
因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液。
电解总反应式:2nacl+2h2o2naoh+h2↑+cl由原理可知,本次实验中用到的仪器和试剂有:具支u型管、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、碳棒、粗铁钉、导线、直流电源(含电流表)饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水。
二、实验操作过程与实验现象电解nacl水溶液装置(1)向具支u形管中碱液饱和状态nacl溶液至支管以下约2cm处为。
(2)从两管口各滴加2滴酚酞试液。
(3)装上铁阴极和石墨阳极,拨打扰动直流电源(6-12v)。
(1)电极附近有大量气泡。
(2)在阴极区,溶液变白,在阳极区上方,用润湿的ki淀粉试纸先行之,试纸变蓝。
三、实验应注意的事项1、电解用饱和状态nacl溶液在采用前一定必须精制,这样可以除去其中的ca2+、mg2+,以防止在阴极附近发生白色浑浊现象。
方法就是:给盛有36gnacl的烧杯中重新加入蒸馏水,边冷却边烘烤,做成饱和溶液。
等待稍加热,倒入2几滴酚酞试液,再转化成所含naoh和na2co3各2g的混合溶液至碱性。
静置数小时,等待结晶构成后过滤器,将滤液冷却至融化,稍热后碱液盐酸至酚酞刚好变成无色年才。
2、电解nacl过程中,在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体,这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小之故。
3、电源电压为12v,例如短路,按一下登位键即可。
4、具支u型管用铁架台固定。
5、具支u型管挑食盐水不要太多,没有过电极即可。
离子交换膜法电解饱和食盐水
离子交换膜法电解饱和食盐水
初中学生可回答
离子交换膜法电解饱和食盐水是一种新型的水处理技术,它主要用于
制备饱和食盐水,因此适用于制备生活饮用水。
一、离子交换膜法电解饱和食盐水的原理
离子交换膜法电解饱和食盐水,是充分利用电解膜将粗盐水中的骨架
离子与小分子对调,形成全新的结构,从而制备饱和食盐水的技术。
其原理是电解膜的活性度量的水的溶解能力,将水中的溶质(包括钠、钙、氯、硫酸根离子等)尽可能的混合溶解。
利用电解膜的非截留、
吸附、催化活化作用,使水中的各种溶解有机以及无机溶质在其膜内
部分解成单离子和极性分子,从而得到最终的饱和食盐水。
二、离子交换膜法电解饱和食盐水的优点
1. 该方法是一种低能耗的电水处理技术,可节省水和能源。
2. 离子交换膜法电解饱和食盐水的反应时间短,运行稳定性好,准确
性高,可有效地消除水中的水溶分质,提升水质和发挥几何型的作用。
3. 电解膜可以迅速吸收小分子、水离子和其他污染物,达到净化水质
的目的。
4. 该技术可以节约物质材料和改善社会环境。
三、离子交换膜法电解饱和食盐水的应用
1. 离子交换膜法电解饱和食盐水通常用于工业生产和饮用水制备,是一种低成本、高效率的水处理技术。
2. 用于轻质制造:也用于橡胶、塑料领域,可用于水晕处理和塑料涂层,从而抑制形成的气泡减少成品的污染。
3. 广泛用于高纯水的制备:如制备植物气镁,电子电路等。
4. 用于电力行业:一般应用于蒸汽动力发电系统中的蒸汽清洗。
总之,离子交换膜法电解饱和食盐水是一种低耗能、高效、安全的水处理方法,具有很高的应用前景,可以保证水质,改善社会环境。
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⑶电解过程: 阴极 H+ 放电,产生 H2 ,使 OH-浓度增大,
即阴极区产生 H2 NaOH 。 开始时阴极区需要加入 H2O 少量NaOH。
增强导电性 阳极 Cl- 放电,产生 Cl2 。开始时阴极区需要加入 NaCl溶液。 电解过程中Na+定向移向: 阴极 。 ⑷NaCl精炼: ①→加入NaOH溶液 ②→加入Na2CO3溶液
活性电极> S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极: 阳 离子,
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>活泼金属阳离子
正常浓度时
H+正常浓度小,
Fe2+、Zn2+浓度浓度一直保持很大时
(三)电解的类型及电极反应式的书写
(四)电解原理应用
1、电解饱和食盐水 ——氯碱工业
⑴阴极材料:
Fe 电极反应:2H++2e- = H2↑ 。
阳极材料 : Ti
电极反应:2Cl- - 2e- = Cl2↑ 。
电解
总反应: 2NaCl+2H2O =2NaOH+Cl2↑+H2↑
。
⑵设备 阳离子交换膜电解槽
。
只允许阳离子自由通过 而阻止阴离子和气体通过。 避免Cl2和NaOH反应
3.电流方向
5.离子运动方 向
电解池 电 能转化为 化学能
阴极 阳极
负 极到 阴极 _阳____极到 正 极 正 极到 阳极 __阴_____极到 负 极
阳离子阴→ 极, (记忆方法:阴极上有电)子
阴离子阳→ 极. (记忆方法阳:极上缺电子)
电解池
6. 工
流入
得到
还原
阴极:电子 的一极, 电子,发生 反应
作
原 阳极:电子 的一极, 电子,发生 反应
理
流出
失去
氧化
7. 构
⑴有外加直流电源
成 ⑵有两个电极
条 ⑶两电极插入电解质溶液或熔融的 件 电解质
⑷形成闭合回路
(一)电极的分类:
1、按照电源: 阳极 阴极
2、按照活泼性: 惰性电极: C、Pt、Au
活性电极: Ag及Ag之前的金属 (二)放电顺序:
阳极: 阴 离子,
气中生锈。
2、类型:
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件 水膜呈 较强酸性 水膜呈 中性、碱性、弱酸性
负极(Fe) Fe-2e-=Fe2+
正极(C) 总反应
2H++2e-=H2↑ Fe+2H+= Fe2++H2↑
Fe-2e-=Fe2+
O2 + 4e- + 2H2O = 4 OH-
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
阳极: 4OH-电-解4e-=2H2O +O2↑ 总反应: 2H2O= O2↑ +2H2↑
电解水型
浓度:增大 pH: 减小 复原:H2O
阴极: 4H+ +4e-=2H2 ↑
阳极: 4OH-电-解4e-=2H2O +O2↑ 总反应: 2H2O= O2↑ +2H2↑
浓度:增大 pH: 增பைடு நூலகம் 复原:H2O
总反应: 2NaCl(熔融) = 2Na+Cl2↑
(2)制镁: 阴极: Mg2+ + 2e— = Mg
阳极: 2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解
总反应:MgCl2(熔融)= Mg+Cl2↑
注意: 不用MgO, MgO熔点太高
(3)制铝:
阴极: 4Al3+ + 12e— = 4Al 阳极: 6O2 — — 12e— = 3O2↑
电解液含有 Cu2+ 。
⑶比铜活动性强的杂质形成 金属阳离子进入溶液 ,
比铜活动性弱的杂质形成 阳极泥
。
⑷电解液的浓度在电解过程中 减小 。 Fe、Zn等活泼金属溶解时,析出Cu,使Cu2+浓度减小
4、活泼金属的冶炼 (1)制钠: 阴极: 2Na+ + 2e— = 2Na
阳极: 2Cl — — 2e— = Cl2↑ 电解
健身器材刷油漆
某些金属工具或“机械传 动部位” ,用油脂来防锈
衣架和电线外面包上一层塑料层
船身如何防腐蚀的? 船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护
下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
______(_5__) _>__( _2_)__>_(__1_)__>_(__3_)__>_(_4 )
金属腐蚀的快慢速度: 电解池的阳极 >原电池的负极 >化学腐蚀 >原电池的正极 >电解池的阴极
电解
2Al2O3(熔融)= 4Al+3O2↑
注意: 不用AlCl3,熔融AlCl3不导电
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag
电解法
还原法
热分解法
同一种金属可能有不同的冶炼方法 简单,实用,节省的原则
六、金属的腐蚀 (一)金属腐蚀: 1、定义:是指金属或合金跟 接触到的气体或液体 发生 氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
4FFee(2OOH3)2·+2nHH2O2+O(O2=铁4F锈e(O)H)3
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金 与 电解质溶液 接触 与 氧化剂
直接接触
有无电流
弱电流
无
本质 联系
较活泼的金属被氧化 金属被氧化
两种腐蚀往往 同时发生,但电化学腐蚀更普遍, 速度快,危害更重。
2、本质: M - ne- = Mn+ ( 氧化 反应)
3、类型:直接反应— 化学 腐蚀;原电池反应—电化学 腐蚀 (二)化学腐蚀: 金属与接触到的 干燥的氧化剂(如 O2 、 Cl2 、SO2 等) 直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(三)电化学腐蚀:
1、定义:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生 原电池 反 应, 较活泼 的金属失去电子而被 氧化 。如 生铁 在潮湿的空
总反应:4AgNO3
电解 +2H2O = 4Ag+O2↑
+4HNO3
电解
4Ag+ +2H2O = 4Ag+O2↑ +4H+
浓度: 减小 pH: 减小 复原: Ag2O固体
阴极: 4H+ +4e-=2H2 ↑
阳极: 4OH--电4解e-=2H2O +O2↑ 总反应: 2H2O= O2↑ +2H2↑ 浓度:增大 pH: 不变 复原:H2O 阴极: 4H+ +4e-=2H2 ↑
⑷电镀液的浓度在电镀过程中 不变 。
⑸注意: 离子浓度会影响放电顺序 当Fe2+、Zn2+浓度一直保持很大时,将优先于H+放电 从而实现镀铁、镀锌
3、精炼:
⑴实质是用电解原理,使粗金属先 溶解再在纯金属上析出的过程
⑵精炼铜的原理:粗铜作 阳 极, Cu—2e- = Cu2+ ; 精铜作 阴极, Cu2++ 2e- = Cu ;
阴极: 2Cu2+ +4e-=2Cu 阳极: 4OH--4e-=2H2O +O2↑ 总反应:2CuSO4 +2H2O电=解2Cu+O2↑ +2H2SO4
电解 2Cu2+ +2H2O = 2Cu+O2↑ +4H+ 浓度: 减小 pH: 减小 复原: CuO固体
阴极: 4Ag+ +4e-=4Ag
阳极: 4OH--4e-=2H2O +O2↑ 放氧生酸型
阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 电解
总反应: 2HCl=电解Cl2↑ + H2↑ 2H++Cl-= Cl2↑ + H2↑
电解自身型
浓度: 减小 pH: 增大 复原:HCl气体
阴极: 2H+ +2e-= H2 ↑
放氢生碱型
阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑ 电解
总反应: 2NaCl+2H2O=2NaOH+ Cl2↑ + H2↑ 电解
考虑放电微粒的来源,满足离子方程式的书写规则 6、两极相加不一定为总反应 7、总反应写条件:电解
电解饱和食盐水
H+从何来? 2H++2e- = H2↑ NaOH溶液
H2
Cl2
-
+
阴极 阳极
OH-
Na+
2Cl- - 2e- =Cl2↑ 淡盐水
只允许阳离子通过
阳离子交换膜
H2O+少量NaOH
饱和NaCl
(写出下列装置的电极反应式、总反应式pH变化、复原方法)
惰性电极:
阴极: Cu2+ +2e-= Cu
阳极: 2Cl --电解2e-=Cl2↑ 总反应: CuCl2=Cu +Cl2↑
电解 Cu2++2Cl-=Cu +Cl2↑
浓度: 减小 pH: 增大 复原:CuCl2固体
阴极: 2H+ +2e-= H2 ↑
③→加入BaCl2溶液 ④→过滤→加入盐酸
①②③④ ②①③④ ②③①④
2、电镀:
称为镀件
称为镀层
⑴用 电解 的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。