電解池原理及其應(yīng)用

1、電解池原理及其應(yīng)用考綱要求考綱要求 1、理解電解原理。 2、了解電解池的應(yīng)用，了解銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)的反應(yīng)原理。 3、能寫出電解池的電極反應(yīng)式。 4、掌握電解質(zhì)的電解規(guī)律，能判斷電解產(chǎn)物和利用電解原理進(jìn)行計(jì)算。直流電源直流電源電極電極電解質(zhì)電解質(zhì)電極反應(yīng)電極反應(yīng)陰極陰極: : Cu2+ + 2e Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)極陽(yáng)極: : 2Cl2e Cl2 （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）CuCl2 Cu2+2Cl陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極e ee e正極正極負(fù)極負(fù)極電電 源源總反應(yīng)總反應(yīng): : Cu2+ + 2Cl電解電解CuCl2電解電解Cu +Cl2Cu +Cl2（氧（氧還反應(yīng)）還反應(yīng)）被還

2、原被還原（析出（析出Cu）Cu2+得得e e被氧化被氧化（放出（放出Cl2） Cl失失e e視頻視頻電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動(dòng)的離子在電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）里自由移動(dòng)的離子在通電時(shí)發(fā)生定向移動(dòng)，陽(yáng)離子移向陰極，在陰極獲得通電時(shí)發(fā)生定向移動(dòng)，陽(yáng)離子移向陰極，在陰極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽(yáng)極，在陽(yáng)極失去電電子發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽(yáng)極，在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，這就是電解的原理。子發(fā)生氧化反應(yīng)，這就是電解的原理。 電子流動(dòng)方向：電子流動(dòng)方向：離子移動(dòng)方向：離子移動(dòng)方向：電流方向：電流方向： 電源正極電源正極電解池陽(yáng)極電解池陽(yáng)極電解池陰極電解池陰極電源負(fù)極電源負(fù)極電源

3、負(fù)極電源負(fù)極電解池陰極電解池陰極 電解池陽(yáng)極電解池陽(yáng)極電源正極電源正極陰離子陰離子電解池陽(yáng)極電解池陽(yáng)極 陽(yáng)離子陽(yáng)離子電解池陰極電解池陰極除除Au、Pt外的金屬、外的金屬、視頻視頻、最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；、最后使得失數(shù)相等，兩極半反應(yīng)相加得總方程式；4OH 4eO2+2H2O（電解化學(xué)方程式）（電解化學(xué)方程式）（電解離子方程式）（電解離子方程式）水水增大增大增大增大水水增大增大減小減小水水增大增大不變不變電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小增大增大電解質(zhì)電解質(zhì)減小減小電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)增大增大電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水得新電解質(zhì)得新電解質(zhì)減小減小1 1、用惰性電極分別進(jìn)行下

4、列溶液電解，寫出電極反應(yīng)、用惰性電極分別進(jìn)行下列溶液電解，寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式并完成下表：和總反應(yīng)方程式并完成下表：練練 習(xí)習(xí)類型類型 電極反應(yīng)特點(diǎn)電極反應(yīng)特點(diǎn) 實(shí)例實(shí)例 電解水型電解水型 陰：陰：2H+2e-=H2陽(yáng)：陽(yáng)：4OH4e-=2H2O+O2 NaOH H2SO4 Na2SO4 電解電解電解質(zhì)型電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電別在兩極放電HClCuCl2 放氫放氫生堿型生堿型陰極：水放陰極：水放H2產(chǎn)生堿產(chǎn)生堿陽(yáng)極；電解質(zhì)陰離子放電陽(yáng)極；電解質(zhì)陰離子放電NaCl放氧放氧生酸型生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：水放陽(yáng)極

5、：水放O2產(chǎn)生酸產(chǎn)生酸 CuSO4 類型類型 電解質(zhì)組成電解水型電解水型 分解分解電解質(zhì)型電解質(zhì)型放氫放氫生堿型生堿型放氧放氧生酸型生酸型小結(jié)：小結(jié)：2 2、如圖所示，、如圖所示，X X、Y Y分別是直流電源的電極，通電后分別是直流電源的電極，通電后發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A A極質(zhì)量增加，極質(zhì)量增加，B B極處有無(wú)色、無(wú)臭的氣體放出。極處有無(wú)色、無(wú)臭的氣體放出。符合這一情況的是（符合這一情況的是（ ）練練 習(xí)習(xí)4 4、用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時(shí)間后斷開電、用石墨電極電解硫酸銅溶液，一段時(shí)間后斷開電路，要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（路，要使溶液恢復(fù)到電解前的濃度應(yīng)向其中加入（ ）A、 CuSO

6、4 B、 H2O C 、CuO D 、Cu(OH)2C5 5、 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（ ）A、和和附近附近 B、和和附近附近C、和和附近附近 D、和和附近附近 B 6、用、用Pt電極電解含有各電極電解含有各0.1molCu2+和和X3+的溶液，的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與溶液中通過電子與溶液中通過電子的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量n(mol)的關(guān)系見圖示。

7、則離子的氧化能的關(guān)系見圖示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（力由大到小排列正確的是（ ）A、Cu2+X3+H+ B、H+X3+Cu2+C、X3+H+Cu2+ D、Cu2+H+X3+D 7、將將1L含有含有0.4mol CuSO4和和0.2mol NaCl的的水溶液用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)水溶液用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上得到電極上得到0.3mol Cu，另一電極上析出氣，另一電極上析出氣體體(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的體積是多少的體積是多少?此時(shí)溶液的此時(shí)溶液的pH值是多少值是多少? 4.48L ; 1-2lg2 對(duì)比原電池與電解池對(duì)比原電池與電解池比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目電

8、解池電解池原電池原電池能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能能否自發(fā)能否自發(fā)反應(yīng)一般不自發(fā)反應(yīng)一般不自發(fā)反應(yīng)一定自發(fā)反應(yīng)一定自發(fā)兩兩個(gè)個(gè)電電極極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)失去電子失去電子 接電源正極，陽(yáng)極接電源正極，陽(yáng)極作為負(fù)極，對(duì)外電作為負(fù)極，對(duì)外電路送出電子路送出電子還原反應(yīng)還原反應(yīng)獲得電子獲得電子 接電源負(fù)極，陰極接電源負(fù)極，陰極作為正極，接受由作為正極，接受由外電路流回的電子外電路流回的電子電池內(nèi)離電池內(nèi)離子的遷移子的遷移方向方向陰離子向正極（陽(yáng)極）陰離子向正極（陽(yáng)極）遷移陽(yáng)離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向負(fù)極（陰極）遷移（陰極）遷移陰離子向負(fù)極遷移陰離子向負(fù)極遷

9、移陽(yáng)離子向正極遷移陽(yáng)離子向正極遷移相同點(diǎn)相同點(diǎn)兩個(gè)電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液兩個(gè)電極、導(dǎo)線、電解質(zhì)溶液陽(yáng)極陽(yáng)極Zn2e=Zn2+陰極陰極Zn2+ + 2e=Zn鍍件鍍件: 陰極陰極 鍍層金屬鍍層金屬: 陽(yáng)極陽(yáng)極電鍍液電鍍液: 含有鍍層金屬陽(yáng)離子的可溶鹽溶液含有鍍層金屬陽(yáng)離子的可溶鹽溶液,其濃度和其濃度和PH值不變值不變七、七、 電鍍?cè)黼婂冊(cè)?: (以銅棒鍍鋅為例以銅棒鍍鋅為例):八、粗銅精練八、粗銅精練電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液的濃度是否變化？溶液的濃度是否變化？精銅精銅粗銅粗銅(Zn Fe Ag Au)陽(yáng)極陽(yáng)極: Zn 2e =Zn2+Cu 2e =Cu2+陰極：陰極： Cu2+ + 2e = Cu

10、CuSO4溶液溶液Zn Fe 以何形式存在？以何形式存在？Ag Au 以何形式存在？以何形式存在？九、氯堿工業(yè)九、氯堿工業(yè)視頻視頻電火花電火花 精制食鹽水：精制食鹽水：(含泥沙、含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SOSO4 42-2-等等)加入稍過量的加入稍過量的NaOHNaOH溶液溶液加入稍過量加入稍過量BaClBaCl2 2溶液。溶液。( (其中、順序可以交換其中、順序可以交換) )加入稍過量的加入稍過量的NaNa2 2COCO3 3溶液溶液過濾過濾 除去除去Mg(OH)Mg(OH)2 2、Fe(OH)Fe(OH)3 3、BaSOBaSO4 4、CaCOCaCO3 3、BaCOBaCO

11、3 3及泥沙等及泥沙等 ；在濾液中加適量鹽酸（除去過量的在濾液中加適量鹽酸（除去過量的COCO3 32 2，調(diào)節(jié)溶液，調(diào)節(jié)溶液的的pHpH）；）；通過陽(yáng)離子交換樹脂（除去殘留的微量通過陽(yáng)離子交換樹脂（除去殘留的微量CaCa2+2+、MgMg2+2+等等離子）。離子）。8、裝置工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)、裝置工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)B池中有一極的質(zhì)量減少。池中有一極的質(zhì)量減少。以下有關(guān)的推斷中正確的以下有關(guān)的推斷中正確的 （ ） M是電源的負(fù)極是電源的負(fù)極 B中中Cu電極的質(zhì)量減少電極的質(zhì)量減少 C中溶中溶液的液的pH升高升高 D中溶液的中溶液的pH下降下降 B中電解液的濃中電解液的濃度基本不變度基本不變 相同條件下的相同條件下的A，C，D池中生成氣體的池中生成氣體的總體積為總體積為CAD A 只有只有 B 只有只有 C 全部全部 D 除除 C練練 習(xí)習(xí)9、近年來(lái)，加、近年來(lái)，加“碘碘”食鹽主要使用了碘酸鉀，食鹽主要使用了碘酸鉀，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和不銹鋼為電極，在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和不銹鋼為電極，以以KI溶液溶液(加少量加少量K2CrO4)為電解液在一定條件下為電解液在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：電解，反應(yīng)方程式為：KI+3H2O=KIO3+ 3H2，下列有關(guān)說