电解CuCl2
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在阴极的金属表面均匀的涂上了阳极的金属,起保护作用 锌是阳极(镀层),铜是阴极(镀件),该池为电镀池
第八组:电解CuSO4
粗铜(含铁银)电极
精铜电极
1两极的现象:阴极析出紫红色的铜,阳极析出绿色物质
两极的反应:阴极:Cu2++2e-=Cu , 阳极:Cu-2e-=Cu2+
2。CuSO4 的浓度是否改变?为什么? 不改变,由反应式可知
原电池、电解池的联系
(升价) (降价)
(升价) (降价)
还原剂 + 氧化剂
负极
正极
还原产物 + 氧化产物
阳极
阴极
原电池、电解池的区别
正极(positive electrode) 负极(negative electrode)
对外电路电子而言
阳极 (anode) 阴极(cathode)
对内电路离子而言
正极(positive electrode) 阳极 (anode) 负极(negative electrode) 阴极(cathode)
对外电路电子而言
对内电路离子而言
负极
e Zn
阳极
e 正极
e-
Cu
a
阴极
阴极
+
e b
阳极
H2SO4
液体
电解液中含有K+、Cl —、SO42—、 OH — (少量)、 Cu2+、H+(少量),
Fe-2e-= Fe2+ 阳极泥(银)
3。该池有何特点?在工业上有何应用。 特点:同种元素得失电子 应用:粗铜制精铜(电解精炼)
淡盐水
氯碱工业(离子膜法)
Cl2
+
H2
-
Cl2 H+
NaOH溶液
Na+
Cl- OH-
Na+交换膜
精制饱和NaCl
H2O含少量NaOH
铝的冶炼
能否用置换反应来制备单质铝?为什么?
(1)原料的选择 (2)电极反应的书写 (3)设备介绍 (4)铝的转移
烟罩
钢导电棒
铝电解槽
阳极C
电解质
熔融 态铝 钢壳
耐火 材料 阴极C
三池比较
一判断 什么池
原电池 电解池 电镀池
二判断 什么极
三判断 四判断 何电极 何放电
正负极
惰性电极 离子放电
阴阳极 活泼电极 电极放电
阳极镀层 阴极镀件
原电池、电解池的区别
负极
Zn
阳极
正极
Cu
阴极
H2SO4
离子的电迁移和迁移数(电解 KOH为例)
通电前:
(-)
(+ )
K+和OH-作热运动, 通电后:
+++++ +++++ +++++ ----- ----- -----
K+和OH-作定向运动
假设:
v -= 3 v
v+ = v
Q = 4F
4e + + + + + + + + + + + + + + +
4e
- - - - - - - - - - -----
阳 4OH- - 4e-= O2 + 2H2O + + + + + + + + + + + + + + + ------ ----- ----
阴 4H2O + 4e- = 2H2 +4OH-
离子的定向迁移和电极反应同时进行;两个电极区的浓度
可能发生变化,但仍保持电中性。
阴极 Cu2++ 2e-=2Cu
阳 离 子 移 向
电解:CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
问题一:“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):
电解质溶液电解规律(惰性电极)
Ⅰ
Ⅱ
阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 如CuCl2
Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 Ⅱ与Ⅳ区:电解水型 如Na2SO4、 H2SO4 、NaOH
第一组:电解CuCl2
阳极
阴极
氯 气
铜
实例
CuCl2
电极反应
阳极:2Cl--2 e- =Cl2
阴极:Cu2++ 2e-=2Cu
电解
CuCl2
Cu+Cl2 ↑
浓度 PH 复原 值
减小
增加 大 CuCl2
e-
氧化反应
原理分析
电子流向 e-
还原反应
2Cl--2 e- =Cl2 阳极
阴 离 子 移 向
CuCl2溶液
3。指出两种用途: (1)制Fe(OH)2 (2)防铁腐蚀
第六组:电解H2SO4
铜电极
石墨电极
1。两极的现象:阴极有大量气泡产生,阳极附近溶液出现蓝色 两极的反应: 阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 阳极:Cu- 2e-=Cu2+
2。一段时间后,反接电源 两极的现象:两极都有气泡
3=指2两出H极+铜+的O是反2否应:能阴置极换: 出4H氢++气4e:- =外2H加2 电阳源极时2可H2以O-置4e换- 出氢气
有人通过实验得到下表数据,请分析:
时间/ min 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 …..
H2 / mL 6 6 7 8 8 8 ….. O2 / mL 1 1 2 3 3 3 …..
第三组:电解NaCl
阳极
阴极
氯
氢
气
气
实例 NaCl
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 2Cl-- 2e- = Cl 2 阴极: 2H ++ 2e- = H2
减小
增 大
加 HCl
电解
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
问题三:
你能写出实际电解氯化钠过程中的所有反应方程式 吗?
根据上述原理,请自己设计一个装置制取家庭消毒液。
第四组:电解CuSO4
阳极
阴极
氧 气
铜
实例
电极反应
浓度 PH 复原 值
CuSO4
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
减
阴极:Cu2++ 2e-=Cu
减小 小
电解
加 CuO
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
问题四:
1。用铂电极电解 0. 0 5mol/LCuSO4溶液10 0mL,完全
电解后, 阴极质量增加多少? 标准状况下产生气体多少? 完全电解后,溶液的PH为多少?
2。用铂电极电解 CuSO4 溶液5 0 0 mL,经过一段时间后, 标准状况下两极均产生 11.2L 的气体,则原溶液中 CuSO4 的物质的量浓度为多少?
第二组:电解Na2SO4
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例 Na2SO4
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 通电
2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
变大
不加 变 Na2SO4
问题二:
实际在观察过程中阳极看到极少量的气泡,甚至几 乎无气泡,而阴极可以产生大量气泡。这是为什么?
Measurement of transport number Hittorf method
第五组:电解Na2SO4
铁电极
石墨电极
1。两极的现象:阳极无明显现象 阴极有气泡 两极的反应:阳极Fe-2e-=Fe2+ 阴极2H2O+2e-=2OH-+H2
2。一段时间后,反接电源 两极的现象:都有大量气泡 两极的反应:阳极2H2O-4e-=2H++O2阴极4H2O+4e-=2H
第七组:电解ZnSO4
锌电极
铜电极
Hale Waihona Puke 1。两极的现象:阳极锌板逐渐溶解,阴极铜板上有一层锌
两极的反应:阳极:Zn-2e-=Zn2+ 阴极:Zn2+ +2e-=Zn
2。ZnSO4的浓度是否改变?为什么? ZnSO4的浓度不变, Zn失2e-电子的同时Zn2+得到2e- 电
子,达到了平衡 3。该池有何特点?请命名电极和电解池?
⑴用两个石墨棒作电极电解,开始时 阳极上电极反应式是___________; 阴极上电极反应式是____________
⑵改用两个铜棒作电极电解时,则 阳极变化是_______________, 阴极上电极反应式是____________。 电极反应式是____________;
尽可能多地举例: a 极变细,b 极变粗: a 极变细,b 极有气泡: a 极变粗, b 极有气泡: a 极有气泡, b 极有气泡,且气体体积比为2 :1 a 极有气泡, b 极有气泡;阴极加酚酞变红 a 极有气泡, b 极有气泡;阳极加酚酞变红
蓄电池使用日久后,正负极标志模糊,现根据下列 两种条件,如何来判别正负极: ⑴利用氯化铜溶液,两根带有铜导线的碳棒; ⑵利用硫酸铜溶液,两根铜导线; ⑶利用日常生活用品。
蓄电池充电时相当于电解池,放电时相当于原电池, 写出充放电时的电极反应,总反应式?
制取镁有一次电解法和二次电解法: (1)一次电解法:铁锅中熔有MgCl2和KCl,石墨 为阳极,铁锅为阴极。在700℃下电解,生成的镁 (熔点为647℃)浮在电解质表面,电解是在惰性 气氛保护下进行的。 ①为什么要在惰性气氛下电解? ②电解时电流效率不高的原因何在? (2)二次电解法:电解质同上,石墨为阳极,铅为 阴极沉于电解槽底。电解得铅镁合金,取出冷却后, 以它为阳极进行第二次电解,电解质仍为MgCl2和 KCl,以钢为阴极,在低于650℃的条件下电解,在 阴极得到镁。与一次电解相比,电流效率明显提高, 原因何在?
第八组:电解CuSO4
粗铜(含铁银)电极
精铜电极
1两极的现象:阴极析出紫红色的铜,阳极析出绿色物质
两极的反应:阴极:Cu2++2e-=Cu , 阳极:Cu-2e-=Cu2+
2。CuSO4 的浓度是否改变?为什么? 不改变,由反应式可知
原电池、电解池的联系
(升价) (降价)
(升价) (降价)
还原剂 + 氧化剂
负极
正极
还原产物 + 氧化产物
阳极
阴极
原电池、电解池的区别
正极(positive electrode) 负极(negative electrode)
对外电路电子而言
阳极 (anode) 阴极(cathode)
对内电路离子而言
正极(positive electrode) 阳极 (anode) 负极(negative electrode) 阴极(cathode)
对外电路电子而言
对内电路离子而言
负极
e Zn
阳极
e 正极
e-
Cu
a
阴极
阴极
+
e b
阳极
H2SO4
液体
电解液中含有K+、Cl —、SO42—、 OH — (少量)、 Cu2+、H+(少量),
Fe-2e-= Fe2+ 阳极泥(银)
3。该池有何特点?在工业上有何应用。 特点:同种元素得失电子 应用:粗铜制精铜(电解精炼)
淡盐水
氯碱工业(离子膜法)
Cl2
+
H2
-
Cl2 H+
NaOH溶液
Na+
Cl- OH-
Na+交换膜
精制饱和NaCl
H2O含少量NaOH
铝的冶炼
能否用置换反应来制备单质铝?为什么?
(1)原料的选择 (2)电极反应的书写 (3)设备介绍 (4)铝的转移
烟罩
钢导电棒
铝电解槽
阳极C
电解质
熔融 态铝 钢壳
耐火 材料 阴极C
三池比较
一判断 什么池
原电池 电解池 电镀池
二判断 什么极
三判断 四判断 何电极 何放电
正负极
惰性电极 离子放电
阴阳极 活泼电极 电极放电
阳极镀层 阴极镀件
原电池、电解池的区别
负极
Zn
阳极
正极
Cu
阴极
H2SO4
离子的电迁移和迁移数(电解 KOH为例)
通电前:
(-)
(+ )
K+和OH-作热运动, 通电后:
+++++ +++++ +++++ ----- ----- -----
K+和OH-作定向运动
假设:
v -= 3 v
v+ = v
Q = 4F
4e + + + + + + + + + + + + + + +
4e
- - - - - - - - - - -----
阳 4OH- - 4e-= O2 + 2H2O + + + + + + + + + + + + + + + ------ ----- ----
阴 4H2O + 4e- = 2H2 +4OH-
离子的定向迁移和电极反应同时进行;两个电极区的浓度
可能发生变化,但仍保持电中性。
阴极 Cu2++ 2e-=2Cu
阳 离 子 移 向
电解:CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
问题一:“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):
电解质溶液电解规律(惰性电极)
Ⅰ
Ⅱ
阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ与Ⅲ区:电解本身型 如CuCl2
Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型 如NaCl
Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 Ⅱ与Ⅳ区:电解水型 如Na2SO4、 H2SO4 、NaOH
第一组:电解CuCl2
阳极
阴极
氯 气
铜
实例
CuCl2
电极反应
阳极:2Cl--2 e- =Cl2
阴极:Cu2++ 2e-=2Cu
电解
CuCl2
Cu+Cl2 ↑
浓度 PH 复原 值
减小
增加 大 CuCl2
e-
氧化反应
原理分析
电子流向 e-
还原反应
2Cl--2 e- =Cl2 阳极
阴 离 子 移 向
CuCl2溶液
3。指出两种用途: (1)制Fe(OH)2 (2)防铁腐蚀
第六组:电解H2SO4
铜电极
石墨电极
1。两极的现象:阴极有大量气泡产生,阳极附近溶液出现蓝色 两极的反应: 阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 阳极:Cu- 2e-=Cu2+
2。一段时间后,反接电源 两极的现象:两极都有气泡
3=指2两出H极+铜+的O是反2否应:能阴置极换: 出4H氢++气4e:- =外2H加2 电阳源极时2可H2以O-置4e换- 出氢气
有人通过实验得到下表数据,请分析:
时间/ min 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 …..
H2 / mL 6 6 7 8 8 8 ….. O2 / mL 1 1 2 3 3 3 …..
第三组:电解NaCl
阳极
阴极
氯
氢
气
气
实例 NaCl
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 2Cl-- 2e- = Cl 2 阴极: 2H ++ 2e- = H2
减小
增 大
加 HCl
电解
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
问题三:
你能写出实际电解氯化钠过程中的所有反应方程式 吗?
根据上述原理,请自己设计一个装置制取家庭消毒液。
第四组:电解CuSO4
阳极
阴极
氧 气
铜
实例
电极反应
浓度 PH 复原 值
CuSO4
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
减
阴极:Cu2++ 2e-=Cu
减小 小
电解
加 CuO
2CuSO4+ 2H2O 2Cu +O2 ↑+ 2H2SO4
问题四:
1。用铂电极电解 0. 0 5mol/LCuSO4溶液10 0mL,完全
电解后, 阴极质量增加多少? 标准状况下产生气体多少? 完全电解后,溶液的PH为多少?
2。用铂电极电解 CuSO4 溶液5 0 0 mL,经过一段时间后, 标准状况下两极均产生 11.2L 的气体,则原溶液中 CuSO4 的物质的量浓度为多少?
第二组:电解Na2SO4
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例 Na2SO4
电极反应
浓度 PH 复原 值
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O+O2
阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 通电
2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
变大
不加 变 Na2SO4
问题二:
实际在观察过程中阳极看到极少量的气泡,甚至几 乎无气泡,而阴极可以产生大量气泡。这是为什么?
Measurement of transport number Hittorf method
第五组:电解Na2SO4
铁电极
石墨电极
1。两极的现象:阳极无明显现象 阴极有气泡 两极的反应:阳极Fe-2e-=Fe2+ 阴极2H2O+2e-=2OH-+H2
2。一段时间后,反接电源 两极的现象:都有大量气泡 两极的反应:阳极2H2O-4e-=2H++O2阴极4H2O+4e-=2H
第七组:电解ZnSO4
锌电极
铜电极
Hale Waihona Puke 1。两极的现象:阳极锌板逐渐溶解,阴极铜板上有一层锌
两极的反应:阳极:Zn-2e-=Zn2+ 阴极:Zn2+ +2e-=Zn
2。ZnSO4的浓度是否改变?为什么? ZnSO4的浓度不变, Zn失2e-电子的同时Zn2+得到2e- 电
子,达到了平衡 3。该池有何特点?请命名电极和电解池?
⑴用两个石墨棒作电极电解,开始时 阳极上电极反应式是___________; 阴极上电极反应式是____________
⑵改用两个铜棒作电极电解时,则 阳极变化是_______________, 阴极上电极反应式是____________。 电极反应式是____________;
尽可能多地举例: a 极变细,b 极变粗: a 极变细,b 极有气泡: a 极变粗, b 极有气泡: a 极有气泡, b 极有气泡,且气体体积比为2 :1 a 极有气泡, b 极有气泡;阴极加酚酞变红 a 极有气泡, b 极有气泡;阳极加酚酞变红
蓄电池使用日久后,正负极标志模糊,现根据下列 两种条件,如何来判别正负极: ⑴利用氯化铜溶液,两根带有铜导线的碳棒; ⑵利用硫酸铜溶液,两根铜导线; ⑶利用日常生活用品。
蓄电池充电时相当于电解池,放电时相当于原电池, 写出充放电时的电极反应,总反应式?
制取镁有一次电解法和二次电解法: (1)一次电解法:铁锅中熔有MgCl2和KCl,石墨 为阳极,铁锅为阴极。在700℃下电解,生成的镁 (熔点为647℃)浮在电解质表面,电解是在惰性 气氛保护下进行的。 ①为什么要在惰性气氛下电解? ②电解时电流效率不高的原因何在? (2)二次电解法:电解质同上,石墨为阳极,铅为 阴极沉于电解槽底。电解得铅镁合金,取出冷却后, 以它为阳极进行第二次电解,电解质仍为MgCl2和 KCl,以钢为阴极,在低于650℃的条件下电解,在 阴极得到镁。与一次电解相比,电流效率明显提高, 原因何在?