化學(xué)復(fù)習(xí)電解池原理及其應(yīng)用

化學(xué)復(fù)習(xí)電解池原理及其應(yīng)用第1頁/共30頁一、電解池原理1.定義：(1)直流電源(2)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)(3)固體電極材料（活性或惰性）

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置為電解池.2.構(gòu)成3.電極名稱：與電源負(fù)極相連的電極為陰極與電源正極相連的電極為陽極電極的判斷方法？第2頁/共30頁例1.判斷下列裝置屬于電解池的是Cu第3頁/共30頁4.電子、離子定向移動方向及反應(yīng)“負(fù)極流向陰極，由陽極流回正極”電解池必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)第4頁/共30頁通電前，溶液中有哪些離子？運(yùn)動情況如何？思考3.當(dāng)離子定向移動到電極表面時，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？2.通電后，離子的運(yùn)動情況有什么改變？CuCl2=Cu2++2Cl-H2O

H++OH-

陽離子：Cu2+、H+

移向陰極陰離子：Cl-、OH-移向陽極無規(guī)則運(yùn)動定向運(yùn)動氧化還原反應(yīng)第5頁/共30頁4、指出該裝置中電解池的陰陽極，寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式。5、在CuCl2溶液中有自由移動的Cu2+、Cl-、H+、OH-，為什么只有Cu2+、Cl-得失電子，而H+、OH-卻不能或很難在兩極上得失電子呢？在陰、陽極上，離子的放電順序又是怎樣的？陽極：2Cl-→Cl2

↑+2e-陰極：Cu2++2e-Cu總反應(yīng)：CuCl2

Cl2

↑+Cu第6頁/共30頁5.離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷活潑金屬陽極>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根（1）陽極上（氧化反應(yīng)）

(2)陰極上（還原反應(yīng)）無論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上放電順序是：

上述順序基本上是金屬活動性順序，越活潑的金屬，其陽離子越難得到電子，但Fe3+氧化性較Cu2+強(qiáng)。Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>

Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+第7頁/共30頁練習(xí)1：說出下列裝置中電解池的陰陽極，寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式、離子方程式。陽極：陰極：總反應(yīng)：2Cl-→Cl2↑+2e-2H++2e-→

H2

↑2HCl==H2↑

+Cl2↑通電2H++2Cl-==H2↑

+Cl2↑通電6.電極反應(yīng)式書寫第8頁/共30頁陽極：陰極：總反應(yīng)：陽極：陰極：總反應(yīng)：通電4AgNO3+2H2O==4Ag+O2↑

+4HNO3通電2NaBr+2H2O==2NaOH+H2↑

+Br2通電4Ag++2H2O==4Ag+O2↑

+4H+通電2Br-+2H2O==2OH-+H2↑

+Br24OH-

O2↑

+2H2O+4e-Ag++e-

Ag2Br-Br2+2e-

2H++2e-

H2

↑第9頁/共30頁陽極：陰極：2CuSO4+2H2O==2H2SO4+O2↑+2Cu通電總反應(yīng)：2Cu2++2H2O==4H++O2↑+2Cu通電陽極：陰極：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=H2

↑+Cl2↑

+2NaOH通電2Cl-+2H2O=H2

↑+Cl2↑

+2OH-通電Cu2++2e-

Cu4OH-

2H2O+O2

↑+4e-2Cl-

Cl2↑+2e-2H++2e-

H2

↑第10頁/共30頁陽極：陰極：總反應(yīng)：Na2SO4溶液2H2O==2H2↑+O2↑通電陽極：陰極：2H2O=2H2↑+O2↑通電總反應(yīng)：H2SO4溶液4OH-

2H2O+O2

↑+4e-4H++4e—

2H2↑4OH-2H2O+O2

↑+4e-4H++4e—

2H2↑第11頁/共30頁NaOH溶液陽極：陰極：總反應(yīng)：2H2O=2H2↑+O2↑通電

4OH-

2H2O+O2

↑+4e-4H++4e—2H2↑第12頁/共30頁

從H+

、Cu2+

、Na+

、Cl-、SO42-五種離子中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解，用電解質(zhì)的化學(xué)式填空（使用惰性電極電解）（1）電解過程中溶液的pH增大的有_______（2）電解過程中溶液的pH減小的有

（3）電解過程中溶液的pH不變的有

。

有何規(guī)律？NaCl、HCl

CuSO4、H2SO4Na2SO4練習(xí)2：CuCl2第13頁/共30頁（1）電解時，只生成H2而不生成O2，則溶液的pH

。（2）電解時，只生成O2而不生成H2，則溶液的pH

。（3）電解時，既生成H2又生成O2，則實(shí)際為電解水。①若為酸性pH

，②若堿性溶液，則溶液的pH

，③若為中性，則pH

。增大減小減小增大不變7.電解過程中溶液pH的變化規(guī)律第14頁/共30頁

練習(xí)3、下圖為A直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽．接通電路后發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色．為實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K后，使c、d兩點(diǎn)短路．下列敘述正確的是（）

A．a(chǎn)為直流電源的負(fù)極

B．c極發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－＝H2↑

C．f電極為鋅板

D．e極發(fā)生氧化反應(yīng)BD第15頁/共30頁練習(xí)4．下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是()A．X是正極，Y是負(fù)極B．X是負(fù)極，Y是正極C．CuSO4溶液的PH值逐漸減小D．CuSO4溶液的PH值不變a

?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC第16頁/共30頁練習(xí)5：（2007上海）某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是()A.鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B.鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D.a點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極D第17頁/共30頁練習(xí)6.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的()A

第18頁/共30頁分析電解反應(yīng)的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據(jù)陰陽離子放電順序及陽極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽兩極附近有哪些離子小結(jié)3第19頁/共30頁想一想？

如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請你選擇合適的電極材料和電鍍液，并寫出電極反應(yīng)方程式。

陰極——某鐵制品陽極——金屬銀電鍍液——含有硝酸銀的溶液陽極：Ag→

Ag++e-

陰極：Ag+＋e－→

Ag溶液中離子濃度不變第20頁/共30頁（一）電鍍1、定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。2、目的：4、電鍍的特點(diǎn)：3、電鍍材料的選擇：陰極——鍍件電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液陽極——鍍層金屬

使金屬增強(qiáng)抗腐蝕的能力，增加美觀和表面硬度。1）陽極本身參加電極反應(yīng)2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變二、電解池原理的應(yīng)用第21頁/共30頁（二）銅的電解精煉陽極：Cu→Cu2++2e-陰極：Cu2++2e-

→Cu雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Ni、Fe等：Zn→

Zn2++2e-

Ni-2e-=Ni2+Fe→Fe2++2e-活潑性在銅之后的銀、金等：還原性比銅差的，不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式留在溶液中，成為陽極泥。電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。第22頁/共30頁

(三）氯堿工業(yè)（1）在NaCl溶液中,NaCl電離出

，H2O電離出

。通電后，在電場的作用下，

向陰極移動，

向陽極移動。在陽極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽極方程式：

;（2）在陰極，由于

容易得到電子被還原生成

．使H2O電離向右移動，因此陰極

濃度增大PH

。陰極方程式：

。Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+2Cl--2e-Cl22H++2e-H2第23頁/共30頁總化學(xué)方程式：

;總離子方程式:

.(3)電解前向溶液中滴加酚酞，通電后現(xiàn)象為：

___________

，兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)氣體的種類？

陰極附近的溶液無色變?yōu)榧t色陽極:把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極 附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶橩I淀粉試 紙變藍(lán)色.第24頁/共30頁(2)避免生成物H2和Cl2混合,因?yàn)?

.(1)避免Cl2接觸NaOH溶液會反應(yīng),使產(chǎn)品不純,反應(yīng)方程式:

.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇強(qiáng)光爆炸解決方法:使用離子交換膜電解飽和食鹽水必須解決主要問題:第25頁/共30頁

如何使圖中的鐵棒上析出銅，而鐵的質(zhì)量不變？問題討論：設(shè)計(jì)成電解池且鐵作陰極第26頁/共30頁（05天津高考12）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（）（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：

Ni2++2e—=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+

和

Zn2+D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和PtD『感悟高考』第27頁/共30頁練習(xí)7、用兩只惰性電極插入100mLCuSO4溶液中，通電電解。當(dāng)溶液的pH值由6．0下降到2