《电解池原理及其应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解池原理及其应（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、电解池原理,1.定义：,(1)两个电极（活性或惰性） (2)电解质溶液 (3)直流电源 （4）形成闭合回路,电能转化为化学能的装置为电解池，它是一个非自发的氧化还原反应。,2.构成条件,3.电极名称：,与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极,电极的判断方法？, 牛牛文库文档分享,例1.判断下列装置的性质、现象、产物, 牛牛文库文档分享,4.电子、离子定向移动方向：,“负极出电子，电子回正极”,电解池,必发生 得电子 的 还原反应,必发生 失电子 的 氧化反应, 牛牛文库文档分享,通电前，溶液中有哪些离子？运动情况如何？,思考,3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型
2、的反应？,2.通电时，离子的运动情况有什么改变？,CuCl2 = Cu2+ + 2Cl- H2O H+ + OH-,阳离子：Cu2+、H+ 移向阴极 阴离子：SO42-、OH-移向阳极,无规则运动,定向运动,氧化还原反应, 牛牛文库文档分享,练习1：（2007 上海）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是 ( ) A.铅笔端作阳极，发生还原反应 B.铂片端作阴极，发生氧化反应 C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a点是负极，b点是正极,D, 牛牛文库文档分享,练习2
3、：说出下列装置中电解池的阴阳极，写出电极反应式及总反应的化学方程式、离子方程式。,阳极： 阴极： 总反应：,2Cl-Cl2 + 2e-,2H+2e- H2 ,5.电极反应书写, 牛牛文库文档分享,阳极： 阴极： 总反应：,阳极： 阴极： 总反应：,4OH-=O2 +2H2O +4e-,Ag+ + e- = Ag,2Br-=Br2 +2e-,2H+2e- = H2 , 牛牛文库文档分享,阳极：,4OH-= 2H2O+O2 + 4e-,阴极：,Cu 2+ 2e -= Cu,总反应：,阳极： 阴极： 总反应：,2Cl-=Cl2 + 2e-,2H+2e- = H2 , 牛牛文库文档分享,阳极：,阴极：
4、,4H + 4e = 2H2 ,总反应：,Na2SO4溶液,4OH-= 2H2O+O2 + 4e-,阳极：,阴极：,4H+ + 4e = 2H2 ,总反应：,4OH-= 2H2O+O2 + 4e-,H2SO4溶液, 牛牛文库文档分享,4H + 4e = 2H2 ,NaOH溶液,阳极：,阴极：,总反应：,4OH-= 2H2O+O2 + 4e-,交流研讨：1、在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、H+、OH-，为什么只有Cu2+、Cl-得失电子，而H+、OH-却不能或很难在两极上得失电子呢？在阴、阳极上，离子的放电顺序又是怎样？, 牛牛文库文档分享,6.离子放电顺序及电解产物的判断,活泼
5、金属阳极S2-I-Br-Cl-OH含氧酸根,（1）阳极上（氧化反应）,(2)阴极上（还原反应） 无论是惰性电极还是金属电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：,上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属，其阳离子越难得到电子，但Fe3+氧化性较Cu2+强。, 牛牛文库文档分享,从H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42-五种离子中选出两种离子组成电解质，按下列要求进行电解，用电解质的化学式填空（使用惰性电极电解） （1）电解过程中溶液的pH增大的有_ （2）电解过程中溶液的pH减小 的有 （3）电解过程中溶液的pH不变的有 。,有何规律？,NaCl
6、HCl,CuSO4,H2SO4,Na2SO4,练习3：, 牛牛文库文档分享,（1）电解时，只生成H2而不生成O2，则溶液的pH 。 （2）电解时，只生成O2而不生成H2，则溶液的pH 。 （3）电解时，既生成H2又生成O2，则实际为电解水。 若为酸性 pH ， 若碱性溶液，则溶液的pH ， 若为中性，则pH 。,增大,减小,减小,增大,不变,7.电解过程中溶液pH的变化规律, 牛牛文库文档分享,练习4.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的 ( ),A, 牛牛文库文档分享,2、指出下列装置的名称、电极名称，写出电极反应式，并表示出
7、电子移动方向。,交流研讨：, ,e-如何流向?,e-,?池,?池,?极,?极,?极,?极, 牛牛文库文档分享,例 2、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液中，通电电解。当溶液的pH值由60下降到20 (电解过程中溶液体积变化忽略不计)，阴极析出铜的质量 （ ） 16 32 64 128 例 3、用惰性电极电解M(NO3)的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是 A. B. C. D.,8.有关电解的计算电子守恒规律应用, 牛牛文库文档分享,例4、1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中， c（SO42-）=2molL1，用石墨作电极电
8、解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K）为 A0.5molL1 B1molL1 C1.5molL1 D2molL1,D,练习5.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg,B, 牛牛文库文档分享,练习6、下图为A直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽接通电路后发现B上的c点显红色为实现铁上镀锌，接通K后，使c、d两点短路下列叙述正
9、确的是 （ ） Aa为直流电源的负极 Bc极发生的反应为2H2eH2 Cf电极为锌板 De极发生氧化反应,BD, 牛牛文库文档分享,练习7如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 （ ） A、P是电源的正极 B、F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应 D、通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变,B, 牛牛文库文档分享,练 习8为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是 ( ) AX是正极，Y是负极 BX是负极，Y是正极 CCuSO
10、4溶液的PH值逐渐减小 DCuSO4溶液的PH值不变,AC, 牛牛文库文档分享,电解质溶于水或受热融化状态,电解质电离后，再通直流电,电解质电离成为自由移动的离子。CuCl2=Cu2+2Cl-,只产生自由移动的离子,发生氧化还原反应生成了新物质,电解必须建立在电离的基础上,小结1,电离与电解的区别与联系, 牛牛文库文档分享,原电池和电解池知识总结比较表,较活泼金属做负极,阴极：连接电源负极的一极,负极发生氧化反应,阳极氧化、阴极还原,负极流向正极,阳极流向阴极,化学能变为电能,电能变为化学能,小结2, 牛牛文库文档分享,分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原分
11、析得出产物,阴阳两极附近有哪些离子,小结3, 牛牛文库文档分享,离子放电顺序,（1） 电解池阴极,阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强,K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+H+ （水中）Zn2+Fe2+ Pb2+ H+（酸中）Cu2+Hg2+Ag+,（2）电解池阳极,（Fe Cu Ag等金属） S2- I Br Cl OH 含氧酸根,阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱, 牛牛文库文档分享,电解的基本规律,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e =Cl2,阴极：4H+4e=2H2,阳极2Cl-2e- =Cl2,阴极：Cu2+2e=Cu,阳极2Cl-2
12、e = Cl2,阴极：2H2O+2e=H2+2OH-,阳极：4OH-4e=O2+2H2O,阴极：2Cu2+4e=2Cu,减小,增大,不变,增大,增大,减小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,CuO,电解水型！,电解电解质型！,放氧生酸型！,放氢生碱型！, 牛牛文库文档分享,(2003江苏)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,【跟踪训练】,D, 牛牛文库文
13、档分享,想一想？,如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。,阴极某铁制品 阳极金属银 电镀液含有硝酸银的溶液,阳极：Ag Ag+ +e- 阴极：Ag+e Ag, 牛牛文库文档分享,（一）电镀,1、定义：,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。,2、目的：,4、电镀的特点：,3、电镀材料的选择：,阴极镀件,电镀液含有镀层金属离子的溶液,阳极镀层金属,使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。,1）阳极本身参加电极反应 2）电解质溶液的浓度保持不变,二、电解池原理的应用, 牛牛文库文档分享,（二）铜的电解精炼,阳极：,Cu C
14、u2+2e-,阴极：,Cu2+ 2e- Cu,杂质比铜活泼的Zn、Fe等：,Zn Zn2+ +2e-,Fe Fe2+ +2e-,活泼性在铜之后的银、金等：,还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。,电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。, 牛牛文库文档分享,（05天津高考12 ）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是 （ ） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+） A阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e = Ni B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等 C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和 Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D,感悟高考,w
