電解原理.ppt

1、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,第二單元,電解池的工作原理與應(yīng)用,電解原理,一、電解原理,1、電解：,使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。,2、電解池：,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,3、形成電解池的條件,理解：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是電解,與電源相連的兩個電極,電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì),形成閉合回路,4、電極的判斷,陰極：,與電源負(fù)極相連，電子流出，發(fā)生還原反應(yīng),陽極：,與電源正極相連，電子流入，發(fā)生氧化反應(yīng),陰極,陽極,5、電極反應(yīng)式：,陰極：,陽極：,2Cl- 2e- Cl2,Cu2+ 2e- Cu,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),陽、氧、正,6、陰陽離子移動：,陰離子,陽離子,陽極 陰極,陰

2、極 陽極,閉合回路,二、離子放電順序(惰性電極),陰極：_電子，發(fā)生_反應(yīng)，離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。,得,還原,氧化性,常見陽離子放電順序：,Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+,陽極：_電子，發(fā)生_反應(yīng)，離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。,失,氧化,還原性,當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,常見陰離子放電順序：,S2- I- Br-Cl- OH- 含氧酸根F-,練習(xí)：完成下列溶液的電極反應(yīng)(以石墨為電極電解),硫酸溶液： 鹽酸： NaOH溶液: CuBr2溶液： KCl溶液： CuSO4溶液： Na2SO4溶液：,陽極：4OH4e2H2O +O2,陰極：4H+ +4e2H2 ,硫酸溶

3、液、NaOH溶液、Na2SO4溶液：,電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的電解,鹽酸、,CuBr2溶液：,陽極：2Cl- 2e- Cl2,陰極： 2H+ +2e- H2 ,陽極： 2Br- 2e- Br2,陰極： Cu2+ 2e- Cu,電解電解質(zhì)型：無氧酸、不活潑的無氧酸鹽（如HCl、CuCl2）溶液的電解,陽極：4OH-4e-2H2O +O2,陰極：2Cu2+ + 4e2Cu,陽極 (C)：2Cl- 2e-Cl2,陰極 (C)：2H+ +2e- H2 ,KCl溶液：,CuSO4溶液：,電解質(zhì)和水同時被電解型 A、放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（

4、如NaCl、MgBr2)溶液的電解 B、放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4、AgNO3）溶液的電解,硫酸溶液： 鹽酸： NaOH溶液: CuBr2溶液： KCl溶液： CuSO4溶液： Na2SO4溶液：,以石墨為電極電解下列水溶液，若想恢復(fù)到原來濃度，應(yīng)加入什么物質(zhì)？,H2O,H2O,H2O,電解水型,電解水型,電解水型,電解電解質(zhì)型,電解電解質(zhì)型,HCl,CuBr2,電解質(zhì)和水同時被電解,CuO,HCl,恢復(fù)到原來濃度：少什么加什么,三、非惰性電極電解情況：,例：在50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則： 1）若兩極均為銅片，試說明

5、電解過程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化 。 2)若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應(yīng)式是 。 3)如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電當(dāng)電路中有0.01mol電子通過時，陰極增重 g，陰極上的電極反應(yīng)式是 。,不變,1.28,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,陽極為非惰性電極時：一般電極失電子，參加反應(yīng)。,M - ne- Mn+,四、電解應(yīng)用：,1、活潑金屬的制備,特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過電解的方法制取,為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？,AlCl3？,MgO？,鋁 電 解 槽,2、氯堿工業(yè),+,-,精制飽和NaCl,淡鹽水,Cl2,H2,NaOH溶液,H2O含少量NaOH,Cl-

6、,Cl2,H2,OH-,Na+,Na+交換膜,電解飽和食鹽水的原理示意圖,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,陽 陰,H+從何來？,3、銅的電解精煉,粗銅：含雜質(zhì)(Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等),陽極：,Zn - 2e- = Zn2+ Fe - 2e- = Fe2+ Ni - 2e- = Ni2+ Cu - 2e- = Cu2+,Zn Fe Ni Cu Ag Au,陰極: Cu2+ + 2e- = Cu,陽極泥,問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？,硫酸銅溶液,4、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）裝置,硫酸銅溶液,陽極：

7、,Cu2e- = Cu2+,陰極：,Cu2+ 2e- = Cu,3）電鍍材料的選擇：陰極鍍件 陽極鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液,4）電鍍的結(jié)果，電鍍液的濃度保持不變,電離與電解的比較,電解質(zhì)溶于水 或熔化狀態(tài)下,電解質(zhì)電離后, 再通以直流電,電解質(zhì)電離成為 自由移動的離子,陰陽離子定向移動, 在兩極上放電,CuCl2 Cu2+2Cl-,CuCl2 Cu+Cl2,電解,電解必須建立在電離的基礎(chǔ)上,正極 負(fù)極,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),還原反應(yīng),氧化反應(yīng),先從負(fù)極導(dǎo)線正極,負(fù)極導(dǎo)線陰極 陽極導(dǎo)線正極,陰極,陽極,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,原電池與電解池的比較,2.用惰性電極電解飽

8、和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時間后 （ ） A.溶液的pH變大 B.c(Na+)與c (CO32-)的比值變大 C.溶液濃度變大，有晶體析出 D.溶液濃度不變，有晶體析出,鞏固練習(xí)：,1.在電解水時,常加入一些稀硫酸,其目的是 A.使溶液酸性增強(qiáng) B.使溶液中離子濃度增大 C.加快電解的速率 D.使溶液的氧化性增強(qiáng),C,D,3. 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的C(H+)。,Cu2+得電子數(shù)+ H+得電子數(shù)= OH-失電子總數(shù),解析：陽極 4OH-4e- =2H2O+O2,陰極 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2,n(Cu2+)2+0.52=0.54,n(Cu2+)=0.5mol,Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L,4.在25時.將兩個鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時間后在陰極逸出a摩氣體，同時析出w克Na2SO410H2O晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 （ ）,A. B.,C. D.,5.在25時,將兩個銅電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時間后在陰極逸出a摩氣體，同時析出w克Na2SO410H2O晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是,6.用兩支惰性電極插入50mLA