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1、C电解原理,电解原理与应用,C电解原理,有序解决电解过程的有关问题： 1.电解质溶液中存在的离子 2.阴、阳离子在外电场作用下的定向迁移 3.电极方程式 4.溶液的pH变化 5.消耗的物质及定量关系,C电解原理,电能转化为化学能的装置 1.电离：阳离子阴离子,2.迁移： 阴极 阳极 3.竞争放电： 阴极上（还原反应）Cu2+ H+ Na+ Cu2+2e-=Cu 2 H+2e-=H2 阳极上（氧化反应）Cl-OH- SO42- 2Cl-2e-=Cl2 4OH-4e-=2H2O+O2,C电解原理,问题1：观察电解饱和食盐水的装置（如下图）思考，根据什么现象可以推断电解饱和食盐水的产物是什么？分别写
2、出电极反应式和总反应式,问题2： 如果电解一段时间后，切断电源，溶液中存在哪些离子,C电解原理,问题 3：若要增加溶液中的 ClO-浓度，在其他条件（电解原料、电源和电极）不变的情况下，只改变装置即可达到目的，你能否设计一个装置，并画出装置图，说明其原理,问题 4：若要杜绝 ClO- 的产生，有什么办法,C电解原理,阳离子交换膜,C电解原理,问题5：将 1L 物质的量浓度均为 0.1 molL-1的CuSO4 和NaCl 的混合溶液用下图装置进行电解，写出阴阳两极的电极反应式和电池总反应式,问题6：若将上图装置中的左边石墨电极更换为铁，写出两极反应式，并描述电解池中可能发生的现象，写出有关的化
3、学反应式,C电解原理,阴、阳离子的放电顺序,阴极上阳离子放电，发生还原反应,Ag+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na,阳极上阴离子放电，发生氧化反应,S2-SO32-IBrClOH族价含氧酸根F,惰性电极时,电极溶解，阴离子不放电（Au、Pt除外） （活性电极时,C电解原理,问题7：如图，画出电解过程中溶液 pH 随时间 t 变化的大致曲线图（不考虑电极产物的溶解）。电解一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同，计算电路中共转移多少mol 电子,C电解原理,NaCl溶液,CuCl2溶液,CuSO4溶液,Na2SO4溶液,熔融NaCl,阳极出氧卤，阴极氢金属 盐的离子都放电
4、，离子浓度急速减 盐的离子不放电，水耗离子浓度添 酸根离子单放电，产物必得卤、氢、碱 金属离子单放电，产物必得金、氧、酸,C电解原理,练习：如右图所示，x、y分别是直流电源的两极，Z溶液可能为：稀硫酸；NaOH溶液；Na2SO4溶液；CuCl2溶液；NaCl溶液；稀盐酸溶液；CuSO4溶液,若通电后发现a、b两电极上均有 气体产生，且V(a) V(b)=2 1， 则电极a为 极，发生的电极反应 式为 ，电极b 为 极，发生的电极反应式为 ，Z溶液可能为 。 若产生的气体体积比为1 1 ，则阳极的电极反应式为 ，Z溶液可能为,若通电后出现a电极的质量增加， b电极上有无色无味气体产生，则电 极a
5、为 极，发生的电极反应式 为 ，Z溶液可能 为 。 若通电后出现a电极的质量减少，b电极质量增加，且质量相等。则该装置可能为 装置，Z溶液可能为 ，a电极反应式为,C电解原理,例：用惰性电极电解下列各组物质中前一种物质的溶液，一段时间后，加入适量的后一物质，能使前一种物质溶液复原的是 A.CuCl2、CuCl2 B.NaOH、NaOH C.NaCl、HCl D.CuSO4、Cu(OH)2,C电解原理,问题8：人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图，写出阳极室和阴极室中的电极反应式和总反应式,问题9：上图中质子交换膜的功能是什么？电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比
6、（填“增大”、“减小”或“不变”,C电解原理,问题10：利用本节课复习，请设计一个海水淡化装置。如果有人设计了下图装置来进行海水淡化，你认为其原理是什么,C电解原理,练习：(2012京)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。 (1)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是 。 (2)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32)，n(HSO3)变化关系如下表,上表判断Na2SO3溶液显性，用化学平衡原理解释：,C电解原理,3)当吸收液的pH降至约为6时，即送至电解槽再生。再生示意图如下,HSO3在阳极放电的电极反应式是。 当阴极室中溶液pH
7、升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理,C电解原理,电解计算,例1：用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），阴极上析出的质量大约是 A27mg B54 mg C108 mg D216 mg,C电解原理,与电解的计算： 可以利用总反应式或电极反应式，找出各物质的化学计量关系进行计算； 也可以依据电子得失守恒，建立已知量和未知量之间的定量关系进行计算，一般而言， 在阳极：4e 2Cl2(Br2、I2) O2 4H 在阴极：4e 2H2 2Cu 4Ag 4OH,C电解原理,例2：
8、常温下电解200mL一定浓度的 NaCl和CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积体积随时间变化的关系如图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)。根据图中信息回答下列问题： 通过计算推测：原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。t2时所得溶液的pH,实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因,C电解原理,例3：按如图所示装置进行实验，并回答下列问题： （1）判断装置的名称：A 池为_，B池为_。（2）锌极为_极，电极反 应式为_；铜极为_ 极，电极反应式为_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒C2附近发生的实验现象为_。（3）当
9、C2极析出224mL气体（标准状况下），锌的质量变化为（增加或减少）_g，CuSO4溶液的质量变化为（增加或减少）_g,C电解原理,原电池和电解池的区分、判定，可从以下几个方面入手： 1.若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定。 2.若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池。 3.若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能自发发生氧化还原反应的装置，即为原电池,C电解原理,解答串联电解池问题的重要依据是电子守恒，即串联电路中通过各电极的电子总数是相等的，各电极上的产物及其物质的量可以不同，但各电极上发生氧化与还原反应时得失电子的总数必须相等,C电解原理,练
10、习：图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL（STP）气体。回答： （1）直流电源中，M为_极。 （2）Pt电极上生成的物质是_，其质量为_g。 （3）电源输出的电子与电极b、c、d生成的物质的物质的量之比为2_,4）AgNO3溶液的浓度_（填增大、减小或不变，下同），AgNO3溶液的pH_，H2SO4溶液的浓度_，H2SO4溶液的pH_。 （5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为_g,C电解原理,进行有关电化学计算时，如电极产物的质量或质量之比，溶液的pH或金属的相
11、对原子质量等，一定要紧紧抓住阴、阳极或正、负极的电极反应中得失电子数相等这一规律,C电解原理,判断下列各电解池的阴、阳极,KOH溶液,Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2,C电解原理,总结：电解池阴、阳极的确定方法,C电解原理,练习：从H+、Na+、Cu2+、Ba2+、Cl-、SO42-离子中，选出恰当的离子组成一种电解质，将电解质溶液按下列要求进行电解(均是惰性电极)： (1)电解时电解质含量减小，水量不变，则所采用的电解质是 ； (2)电解时电解质的质量保持不变，水量减小，则所采用的电解质是 ； (3)电解时电解质和水的质量都发生变化，则所采用的电解质是,C电
12、解原理,练习：Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2。Cu电极为 极，电极反应式为 。石墨电极为 极，电极反应式为 。 当电路中有0.1mol电子转移时，有 mol Cu2O 生成,C电解原理,练习：25时，将两个铂电极电解一定量的饱和Na2SO4溶液。通电一段时间后，在阴极逸出a mol气体，同时有Wg Na2SO410H2O晶体析出。若温度保持不变，剩余溶液中溶质的质量分数为,C电解原理,练习：用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的状态（不考虑二氧化碳的溶解）。则电解过程中共转移的电子数为（） A0.4mol B0.5mol C0.6mol D0.8mol
