常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫

1、常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫第1頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三電解CuSO4溶液：用惰性電極陰極：2Cu2+ + 4e- = 2Cu陽(yáng)極：2H2O4e- = O2+4H+總反應(yīng)式：2Cu2+ + 2H2O 2Cu + O2+ 4H+電解寫出電極反應(yīng)式及電解方程式；分析溶液PH的變化、溶液減少的量是？又如：Cu(NO3)2、AgNO3 第2頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三電解水（Na2SO4溶液）：用惰性電極陰極：2H+ + 2e- = H2陽(yáng)極：4OH- - 4e- = O2+ 2H2O總反應(yīng)式：2H2O 2H2+ O2電解只讓水的H(

2、水) 、OH(水) 放電放電順序在Cl 以后的陰離子、Cu2 以前的陽(yáng)離子所組成的酸、堿、鹽溶液，但陽(yáng)極用惰性電極（Pt、Au、C等）如電解：H2SO4 、NaOH 、Na2SO4 等；并分析其pH變化？第3頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三電解精煉銅原理粗銅的溶解與純銅的生成：陽(yáng)極（粗銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑的金屬：只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬：Au.Pt.不溶解，而以單質(zhì)沉積 形成陽(yáng)極泥；電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變；第4頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三電鍍銅1、電鍍銅的

3、裝置：鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；2、電鍍銅的原理：陽(yáng)極（鍍層金屬）：Cu2e- = Cu2+陰極（鍍件）： Cu2+ + 2e- = Cu電鍍液濃度不變待鍍鐵制品銅片 CuSO4溶液第5頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三原電池電解池電鍍池定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。形成條件活動(dòng)性不同兩電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極接直流電源電極插人電解質(zhì)溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬

4、(或能導(dǎo)電的非金屬等)陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)要點(diǎn)一：原電池、電解池、電鍍池的比較第6頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三電極反應(yīng)及總反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl2e Cl2（氧化反應(yīng)）陰極反應(yīng)：2H+ + 2eH2（還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2電解陰極區(qū)陽(yáng)極區(qū) 總反應(yīng)離子方程式： 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl2電解氯堿工業(yè)第7頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三

5、離子交換膜法制燒堿：1、離子交換膜電解槽的組成：由陽(yáng)極（金屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；每個(gè)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；裝置2、陽(yáng)離子交換膜的作用：將電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室，它只允許陽(yáng)離子（Na+）通過，而阻止陰離子（Cl、OH）和氣體通過?？煞乐笻2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2與NaOH反應(yīng)。第8頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜 陽(yáng) 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)第9頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三

6、3、食鹽的精制：（1）粗鹽的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜；（2）雜質(zhì)的除去過程：粗鹽水 含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水第10頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜 陽(yáng) 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)第11頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三例：某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電

7、子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值；電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1第12頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三一、電解產(chǎn)物的產(chǎn)量的計(jì)算：依據(jù)電極反應(yīng)式中，轉(zhuǎn)移電量與產(chǎn)量成正比，且各電極通過的電量相等，即可求解。例 用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變

8、化可以忽略），電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是（ ）。 A27mg B54mg C108mg D216mg第13頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三解H+物質(zhì)的量=0.5L（10-3-10-6）mol/L=0.5L10-3mol/L=510-4mol（1） 利用關(guān)系式求解：HOHeAg1mol (放電) 108g5x10-4mol 則54x10-3g=54mg（2） 利用方程式求解：4AgNO3+2H2O 4HNO3+O2+4Ag 1mol 108g 5x10-4mol 則54x10-3g=54mg答：B。第14頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例1】在25和

9、1105 Pa下，用鉑電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)陰極產(chǎn)生6.4 g銅時(shí)，陽(yáng)極放出 （）A1.2 L氫氣B1.2 L氧氣C2.4 L氫氣D2.4 L氧氣分析：用鉑電極進(jìn)行電解，兩極反應(yīng)為：陰極：Cu2+ + 2e=Cu，陽(yáng)極：4OH4e=2H2O + O2電解時(shí)陰極上流入的電子數(shù)等于陽(yáng)極上流出的電子數(shù)，且兩極產(chǎn)物的關(guān)系為Cu-1/2O2.陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體為氧氣，其體積為：6.46422.4/2=1.12L(標(biāo)況）則25和101Kpa下體積：1.12(273+25)273=1.2L答案：B第15頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例2】如下圖，X，Y分別是電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極

10、板質(zhì)量增加，b極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是( )分析：根據(jù)題意，通電后a極板質(zhì)量增加，說明有金屬析出，由此可知a極為電解池的陰極，則X為電源負(fù)極，B、C均不符合；又b極放出的是無色無臭的氣體，可淘汰D答案：A第16頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例3】將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g（假設(shè)電解時(shí)該電極無H2析出，且不考慮水解和溶液體積變化）此時(shí)溶液中c(H+)約為 ( )A410-3mol/L B210-3mol/L C110-3mol/L D110-7mol/L【例4】用石墨作電極，電解1mo

11、l/L下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是 ( )AHCl BNaOH CNaCl DNa2SO4第17頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三pH下降即c(H+)增大，引起c(H+)增大的情況有以下幾種：電解不活潑金屬的含氧酸鹽溶液，OH放電，H+不放電；電解含氧酸溶液，H+和OH均放電，由于電解水，酸的濃度變大引起pH增大的情況有以下幾種：電解活潑金屬的無氧酸鹽及無氧酸的溶液，H+放電，OH不放電；電解強(qiáng)堿溶液，H+和OH均放電，但堿的濃度變化大；電解CuCl2溶液，可用極限思維去考慮由于CuCl2水解，原溶液顯酸性，設(shè)想CuCl2完全電解，當(dāng)反應(yīng)完成后，酸性溶液變成了中

12、性水，故pH變大第18頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例5】用鉑作電極電解一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液電解結(jié)束后，向剩余電解液中加適量水，能使溶液和電解前相同的是（） AAgNO3BH2SO4CNaOHDNaCl【例6】以鉑為陽(yáng)極，銅為陰極，電解硫酸銅水溶液，在陽(yáng)極和陰極上析出物質(zhì)的質(zhì)量比是 （）A18；B81；C14；D41【例7】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為（）A、0.1mol B、0.2mol C、0.3mol D、0.4mol第1

13、9頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例8】將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為（）A123B321C631D632【例9】將含有0.400mol Cu(NO3)2和0.400 mol KCl的水溶液1L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上析出0.300mol Cu，此時(shí)在另一電極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 ( )A3.36 L B6.72 L C大于3.36 L，小于5.60 LD大于5.60 L，小于6.72 L 第20頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例1

14、0】如圖所示，通電5min后，第極增重2.16g，同時(shí)在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224mL，設(shè)A池中原混合液的體積為200mL，求通電前A池中原混合溶液Cu2+的濃度。第21頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三（1）電池中P是_極，Q是_極。（2）A極上電極反應(yīng)為_。（3）當(dāng)電路中通過2.4081022個(gè)電子時(shí)，B極上沉淀出1.27gM，則M的計(jì)算式為_。（4）如果將電池的正負(fù)極交換，接入原電路通過1.2041022個(gè)電子時(shí)，看到B極上_電極反應(yīng)為_，A極上析出_ g _，電極反應(yīng)為_（假設(shè)M為Cu）?！纠?1】上圖是兩種溶液進(jìn)行電解的裝置。電極A是由金屬M(fèi)制成的，M的

15、硝酸鹽的化學(xué)式為M(NO3)2，B，C，D都是鉑電極，P，Q是電池的兩極，電路接通后，電極B上金屬M(fèi)沉淀出來：電極反應(yīng)為_，同時(shí)電極C產(chǎn)生_，電極反應(yīng)為_，電極D產(chǎn)生_，電極反應(yīng)為_。第22頁(yè)，共26頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)32分，星期三【例12】如圖2-17，E為沾有Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。A，B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計(jì)，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時(shí)間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。（1）外電源的正、負(fù)極分別是R為_，S為_。（2）A附近溶液的現(xiàn)象是_，B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。（3）濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)_。（4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時(shí)間，C、D中氣體逐漸減少，主要因?yàn)開，有關(guān)的反應(yīng)式為_