電解池原理及其應(yīng)用課件

電解池原理及其應(yīng)用

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1、掌握電解池的概念及原理2、學(xué)會(huì)正確書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng)方程式，掌握常見(jiàn)離子放電的規(guī)律。

【復(fù)習(xí)重點(diǎn)】電解池的概念及原理一、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(yáng)極練習(xí)：判斷下列裝置屬于電解池的是（）Cu6、74.電子、離子定向移動(dòng)方向及反應(yīng)電子由負(fù)極流向陰極，由陽(yáng)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)通電前，溶液中有哪些離子？運(yùn)動(dòng)情況如何？思考3.當(dāng)離子定向移動(dòng)到電極表面時(shí)，發(fā)生的是什么類型的反應(yīng)？2.通電后，離子的運(yùn)動(dòng)情況有什么改變？CuCl2=Cu2++2Cl-H2O

H++OH-

陽(yáng)離子：Cu2+、H+

移向陰極陰離子：Cl-、OH-移向陽(yáng)極無(wú)規(guī)則動(dòng)定向運(yùn)動(dòng)氧化還原反應(yīng)4、指出該裝置中電解池的陰陽(yáng)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(dòng)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(yáng)極上，離子的放電順序又是怎樣的？陽(yáng)極：2Cl-_2e-

=Cl2

↑陰極：Cu2++2e-=Cu總反應(yīng)：CuCl2

Cl2

↑+Cu5.離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷活潑金屬陽(yáng)極>S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根（1）陽(yáng)極上（氧化反應(yīng)）

(2)陰極上（還原反應(yīng)）無(wú)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(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是：

上述順序基本上是金屬活動(dòng)性順序，越活潑的金屬，其陽(yáng)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+完成下列溶液的電極反應(yīng)(以石墨為電極電解)（1）NaOH溶液：（2）HCl溶液：知識(shí)反饋實(shí)例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原

實(shí)例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原NaOH溶液

陽(yáng)極:4OH-_4e-=2H2O+O2

↑陰極:

4H++4e-=2H2↑變大變大

加H2O陽(yáng)極C陰極C氧氣氫氣NaOH溶液2H2O2H2↑

+O2↑電解實(shí)例電極反應(yīng)

濃度PH值復(fù)原HCl溶液

陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑陰極：2H++2e-=H2減小增大HCl

2HClH2

↑

+Cl2↑電解陽(yáng)極C陰極C氯氣氫氣鹽酸溶液例題：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(guò)程中溶液的pH增大的有_______（2）電解過(guò)程中溶液的pH減小

的有

（3）電解過(guò)程中溶液的pH不變的有

。

電解時(shí)有何規(guī)律？請(qǐng)小結(jié)NaCl

、HCl

CuSO4、H2SO4Na2SO4（1）電解時(shí)，只生成H2而不生成O2，則溶液的pH

。（2）電解時(shí)，只生成O2而不生成H2，則溶液的pH

。（3）電解時(shí)，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6.電解過(guò)程中溶液pH的變化規(guī)律練習(xí)：下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)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練習(xí):

(2004廣東、廣西)PH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的PH>a，則該電解質(zhì)可能是（）

A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO4A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(yáng)離子放電順序及陽(yáng)極氧化、陰極還原分析得出產(chǎn)物陰陽(yáng)兩極附近有哪些離子小結(jié)想一想？如果要在某鐵制品表面鍍上一層銀，請(qǐng)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(yáng)極——金屬銀電鍍液——含有硝酸銀的溶液陽(yáng)極：Ag-

e-

=Ag+陰極：Ag+＋e－=

Ag溶液中離子濃度不變（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(guò)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(yáng)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(yáng)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（二）銅的電解精煉陽(yáng)極：Cu-2e-

=Cu2+陰極：Cu2++2e-

=Cu雜質(zhì)比銅活潑的Zn、Ni、Fe等：Zn-2e-=

Zn2+

Ni-2e-=Ni2+Fe-2e-=

Fe2+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(yáng)極泥。電解質(zhì)溶液硫酸銅的濃度略有減小。

(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(chǎng)的作用下，

向陰極移動(dòng)，

向陽(yáng)極移動(dòng)。在陽(yáng)極，由于

容易失去電子，被氧化生成

。陽(yáng)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(dòng)，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總化學(xué)方式：

;

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(wú)色變?yōu)榧t色陽(yáng)極:把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽(yáng)極附近,產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶?rùn)KI淀粉試紙變藍(lán)色.NaOH2HClOH2NaCl2222電解+++OH2HClOH2Cl2222電解+++練習(xí)：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(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：

Ni2++2e—=NiB．電解過(guò)程中，陽(yáng)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(yáng)離子只有Fe2+

和

Zn2+D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和PtD三、電極產(chǎn)物的判斷和電極反應(yīng)式的書寫1．電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷2．電極反應(yīng)式的書寫(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析電極材料，判斷是電極材料放電還是溶液中的離子放電。陽(yáng)極為金屬活性電極時(shí)，電極材料放電。(2)再分析溶液中的離子種類，根據(jù)離子放電順序，分析電極反應(yīng)，并判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式。(3)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電反應(yīng)。例題：下圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：__________________；(2)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_________________。2H＋＋2e－===H2↑4OH－－4e－===2H2O＋O2↑練習(xí)C四、電解類型及有關(guān)電解的計(jì)算1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)四、電解類型及有關(guān)電解的計(jì)算

1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)2.電解計(jì)算的類型和方法（電子守恒原理的應(yīng)用）(1)計(jì)算類型電解池中有關(guān)量的計(jì)算或判斷主要包括以下幾方面：根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、產(chǎn)生氣體的體積等)、溶液的pH、相對(duì)原子質(zhì)量或某元素的化合價(jià)、化學(xué)式等。(2)解題方法①根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算。四、電解類型及有關(guān)電解的計(jì)算例題：(2010·德州模擬)在如圖所示的裝置中，若通入直流電5min時(shí)，銅電極質(zhì)量增加2.16g，試回答：(1)電源電極X為_(kāi)_______極。(2)pH變化：A______，B________，C______。(填“增大”、“減小”或“不變”)(3)通電5min時(shí)，B中共收集224mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，溶液體積為200mL。則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)。(4)若A中KCl溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為_(kāi)_______(設(shè)電解前后溶液體積無(wú)變化)?！敬鸢浮?/p>

(1)負(fù)(2)增大減小不變(3)0.025mol/L

(4)13練習(xí):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2．0(電解過(guò)程中溶液體積變化忽略不計(jì))，陰極析出銅的質(zhì)量（）Ａ．16mgＢ．32mgＣ．64mgＤ．128mgＢ四、達(dá)標(biāo)檢測(cè)

1、下列敘述中不正確的是（

）

A．電解池的陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)

B．原電池跟電解池連接后，電子從電池負(fù)極流向電解池陽(yáng)極

C．電鍍時(shí)，電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生氧化作用

D．電解飽和食鹽水時(shí)，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫

2、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變

B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小

C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:13、用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，電解液的pH增大的是（

）

A、H2SO4B、KOHC、AgNO3D、Na2SO4BDB

4、關(guān)于電解NaCI水溶液，下列敘述正確的是()A．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉

B．若在陽(yáng)極附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色

C．若在陰極附近的溶液中滴人酚酞試液，溶液呈無(wú)色

D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬舐湟撼手行?/p>

5、下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽(yáng)極

B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極

C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極

D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極BA(1)CuCl