《時電化學(xué)及應(yīng)用》ppt課件

1、高三化學(xué)總復(fù)習(xí)高三化學(xué)總復(fù)習(xí)電化學(xué)電化學(xué)原電池原電池電解池電解池概概念念能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化借助氧化復(fù)借助氧化復(fù)原反響而產(chǎn)原反響而產(chǎn)生電流的安生電流的安裝。裝。借助電流引借助電流引起氧化復(fù)原起氧化復(fù)原反響的安裝反響的安裝化學(xué)能化學(xué)能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為電能為電能電能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能化學(xué)能一、原電池一、原電池1、構(gòu)成原電池的根本條件是什么？、構(gòu)成原電池的根本條件是什么？ 1 1必需自發(fā)進展氧化復(fù)原反響必需自發(fā)進展氧化復(fù)原反響 3 3兩個電極必需插入電解質(zhì)溶液中或熔融兩個電極必需插入電解質(zhì)溶液中或熔融 的電解質(zhì)中；的電解質(zhì)中；4 4兩個電極必需相連并構(gòu)成閉合回兩個電極必需相連并構(gòu)成閉合回路。路。2 2必

2、需有兩種活潑性不同的導(dǎo)電資料作必需有兩種活潑性不同的導(dǎo)電資料作電極；電極；把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的安裝。把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的安裝。比較工程比較工程正極正極負極負極電子流動方向電子流動方向電子流入電子流入電子流出電子流出金屬活潑性金屬活潑性相對不活潑相對不活潑相對活潑相對活潑電極反響電極反響 Nm+ + me- = N(復(fù)原反響復(fù)原反響)M - ne- = Mn+(氧化反響氧化反響) 電極質(zhì)量變化電極質(zhì)量變化增大或不變增大或不變普通：減小普通：減小離子挪動方向離子挪動方向陽離子移向該極陽離子移向該極陰離子移向該極陰離子移向該極產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流失失e-沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移負負極極正正極極陰離子陰離子陽

3、離子陽離子ee綜述1 1、負極失電子發(fā)生氧化反響；溶液中氧化性、負極失電子發(fā)生氧化反響；溶液中氧化性較強的微粒在正極上得電子發(fā)生復(fù)原反響；較強的微粒在正極上得電子發(fā)生復(fù)原反響；2 2、電子由負極流向正極，電流方向是由正極、電子由負極流向正極，電流方向是由正極流到負極外電路。流到負極外電路。用用AlAl、CuCu作電極，如何使作電極，如何使CuCu作負極，作負極，AlAl作正極？作正極？濃硝酸作電解液濃硝酸作電解液用用MgMg、AlAl作電極，如何使作電極，如何使AlAl作負極，作負極，MgMg作正極？作正極？NaOHNaOH作電解液作電解液思索思索負極：負極： Al+ 4OH3e- =Al O

4、2 +2H2O 正極：正極：2H2O + 2 e- = H2+ 2OH 總：總：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 負極：負極： Cu 2e- = Cu 2+ 正極：正極： 2H+ +NO3 + e- = NO2 + H2O總：總：Cu + 4H+ +2NO3=2NO2 + Cu 2+ + 2H2O4 4、原電池原理的運用、原電池原理的運用(2)比較金屬的活潑性；比較金屬的活潑性；構(gòu)建原電池，測出正負極，負極金屬活潑性構(gòu)建原電池，測出正負極，負極金屬活潑性 正極正極(3)加快某些化學(xué)反響的反響速率；加快某些化學(xué)反響的反響速率；(1)制做化學(xué)電源；制做化學(xué)電源；(4)金屬腐

5、蝕的原理及金屬腐蝕的防護。金屬腐蝕的原理及金屬腐蝕的防護。二、金屬的電化學(xué)腐蝕二、金屬的電化學(xué)腐蝕一金屬腐蝕一金屬腐蝕1.1.概念：概念：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進展化學(xué)反響而腐蝕損耗的過程。展化學(xué)反響而腐蝕損耗的過程。2.2.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗3.3.金屬腐蝕的分類：金屬腐蝕的分類：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)如化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)如SO2、Cl2、O2等直接等直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕。發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕。(次要次要

6、)電化學(xué)腐蝕：不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電電化學(xué)腐蝕：不純金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反響，比較活潑的金屬失去電子被氧化池反響，比較活潑的金屬失去電子被氧化(主要主要)比較工程比較工程化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件共同點共同點能否構(gòu)成原電池能否構(gòu)成原電池有無電流有無電流實質(zhì)實質(zhì)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多金屬跟接觸到的物質(zhì)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響直接發(fā)生化學(xué)反響不純金屬跟接觸的電解不純金屬跟接觸的電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反響質(zhì)溶液發(fā)生原電池反響無電流無電流無原電池?zé)o原電

7、池構(gòu)成無數(shù)微小原電池構(gòu)成無數(shù)微小原電池有弱電流有弱電流金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕比較工程比較工程析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件發(fā)生條件電電極極反反響響負極負極正極正極總反響總反響鋼鐵外表吸附的水膜酸鋼鐵外表吸附的水膜酸性較強時性較強時Fe - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- = H2Fe+ 2H+ = Fe2+ H2鋼鐵外表吸附的水膜酸鋼鐵外表吸附的水膜酸性較弱或呈中性時性較弱或呈中性時Fe - 2e- = Fe2+O22H2O4e-=4OH-Fe2+2O

8、H-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe(OH)3Fe2O3xH2O(鐵銹鐵銹)+(3-x)H2O吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍得多吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍得多金屬的防護金屬的防護方方 法：法：1.改動金屬的內(nèi)部組織構(gòu)造如制不銹改動金屬的內(nèi)部組織構(gòu)造如制不銹鋼鋼2.在金屬外表覆蓋維護層：在金屬外表覆蓋維護層：1在外表刷一層油漆；在外表刷一層油漆；2在外表涂上機油；在外表涂上機油；3在外表鍍一層其他耐腐蝕金屬在外表鍍一層其他耐腐蝕金屬；4在外表燒制搪瓷在外表燒制搪瓷 ；5使金屬外表構(gòu)成致密的氧化膜使金屬外表構(gòu)成致密的氧化膜 。3.電化學(xué)維護法電化學(xué)維護法 ：1犧牲陽極

9、的陰極維護法犧牲陽極的陰極維護法 2外加電流的陰極維護法外加電流的陰極維護法 電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕1、以下圖一、圖二是鐵釘在水中被腐蝕的實驗 數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后數(shù)天后圖一圖一圖二圖二1上述兩安裝中鐵釘發(fā)生變化的共性是：上述兩安裝中鐵釘發(fā)生變化的共性是：2圖一闡明原溶液呈圖一闡明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反響為：電極反響為： 3圖二闡明原溶液呈圖二闡明原溶液呈 性，鐵釘發(fā)生性，鐵釘發(fā)生 腐蝕，腐蝕，電極反響為：電極反響為： 發(fā)生了原電池 反響中性或弱堿吸氧負極：Fe

10、-2e = Fe2+ 正極：2H2O +O2 +2e=4OH-負極：Fe -2e = Fe2+ ；正極：2H+ +2e = H2較強酸性析氫練練 習(xí)習(xí)三、常見的化學(xué)電池三、常見的化學(xué)電池1、干電池、干電池電極電極:Zn:Zn為負極為負極, ,碳棒為正極碳棒為正極電解液：電解液：NH4ClNH4Cl、ZnCl2ZnCl2和淀粉糊和淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnO2MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2H2，防止產(chǎn)生極化景象。，防止產(chǎn)生極化景象。電極方程式：電極方程式：負極負極(Zn):Zn(Zn):Zn2e-2e-Zn2Zn2正極：正極：2MnO2 + 2NH4+ + 2e- =

11、 Mn2O3 + 2NH3 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 +H2O+H2O2 2、銀鋅電池、銀鋅電池ZnZn為負極為負極,Ag2O,Ag2O為正極為正極 電解液電解液: KOH: KOH溶液溶液電極反響式電極反響式: : 負極負極:Zn:Zn2OH2OH2e-2e-Zn(OH)2Zn(OH)2 正極正極:Ag2O:Ag2OH2OH2O2e-2e-2Ag2Ag2OH2OH總反響式總反響式: : Zn ZnAg2OAg2OH2OH2O2Ag2AgZn(OH)2Zn(OH)23 3、鉛蓄電池、鉛蓄電池: : 電極：電極：PbPb為負極為負極, PbO2, Pb

12、O2為正極為正極. . 電解液電解液: 30%: 30%的的H2SO4H2SO4溶液溶液 電極反響式電極反響式: :放電時：為原電池放電時：為原電池 負極負極(Pb) (Pb) ： Pb PbSO42-SO42-2e-2e-PbSO4PbSO4 正極正極(PbO2) PbO2(PbO2) PbO24H4HSO42SO422e-2e-PbSO4PbSO42H2O2H2O總電池反響總電池反響: : PbO2 PbO2PbPb2H2SO42H2SO42PbSO42PbSO42H2O2H2O充電時：為電解池充電時：為電解池 陰極陰極(Pb)(Pb)： PbSO4 PbSO4 2e- 2e- Pb Pb

13、SO42-SO42- 陽極陽極(PbO2) PbSO4(PbO2) PbSO42H2O2H2O2e-2e-PbO2PbO24H4HSO42SO42總電解反響總電解反響: :2PbSO42PbSO42H2O 2H2O PbO2PbO2PbPb2H2SO42H2SO4通電通電鋁鋁空氣空氣海水電池海水電池負極：負極：4Al -12e- 4Al -12e- 4Al3+ 4Al3+正極：正極：3O2 + 6H20 + 12e- 3O2 + 6H20 + 12e- 120H- 120H-電池總反響式為：電池總反響式為：4Al+3O2+6H20=4Al(OH)34Al+3O2+6H20=4Al(OH)319

14、911991年，我國首創(chuàng)以鋁年，我國首創(chuàng)以鋁- -空氣空氣- -海水為資料組成的新型海水為資料組成的新型電池，用作航海標(biāo)志燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)電池，用作航海標(biāo)志燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)燃料電池燃料電池 (1)電極電極:Pt制造的惰性電極制造的惰性電極 (2)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液:KOH溶液溶液 (4)反響原理反響原理: 正極正極: 2H2+4OH 4e-4H2O 負極負極: O22H2O 4e-4OH 總反響：總反響：2H2O22H2O 電極反響：負極：電極反響：負極：CH4 + 10OH- 8e = CO32- + 7H2O 正極：正極： O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

15、總反響式：總反響式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O 以甲烷作燃料的燃料電池以甲烷作燃料的燃料電池 電極為金屬鉑，電解質(zhì)為電極為金屬鉑，電解質(zhì)為KOH，在兩極分別通入甲烷和氧氣。，在兩極分別通入甲烷和氧氣。1.以下安裝暴露空氣中一段時間以下安裝暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快到慢鐵的腐蝕由快到慢 順序順序 .FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水海水)B(海水海水)C(海水海水)D(海水海水)FeSnF(天然水天然水)E(海水海水)DE F AC B拓展練習(xí)拓展練習(xí)2 2、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充溢海綿狀灰鉛的鉛板和另一、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充溢海

16、綿狀灰鉛的鉛板和另一組構(gòu)造類似的充溢二氧化鉛的鉛板組成，用組構(gòu)造類似的充溢二氧化鉛的鉛板組成，用H2SO4H2SO4作電解液?？傋麟娊庖骸？偡错懯綖椋悍错懯綖椋篜b+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O1 1試寫出放電時的正、負極反響式試寫出放電時的正、負極反響式正極正極:_:_負極負極:_:_2 2試寫出充電時的陽、陰極反響式試寫出充電時的陽、陰極反響式陽極陽極:_:_陰極陰極:_:_PbO2+4H+SO42- +2e- =PbSO4+2H2OPbO2+4H+SO42- +2e- =PbSO4+2H2OPb+ SO42-Pb+ S

17、O42-2e- =PbSO42e- =PbSO4練練 習(xí)習(xí)PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H+SO42- PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H+SO42- PbSO4 +2e- =Pb + SO42-PbSO4 +2e- =Pb + SO42-3 3如圖為一種鈕扣微型電池，其電極分別為如圖為一種鈕扣微型電池，其電極分別為Ag2OAg2O和和ZnZn電解質(zhì)電解質(zhì)溶液是溶液是KOHKOH溶液，俗稱銀鋅電池，該電池的電極反響式為：溶液，俗稱銀鋅電池，該電池的電極反響式為：Zn Zn +Ag2O= ZnO+2Ag+Ag2O= ZnO+2Ag根據(jù)以上提供的資料，判別以下說法

18、正確的根據(jù)以上提供的資料，判別以下說法正確的選項是選項是 A A、鋅為負極，、鋅為負極，Ag2OAg2O為為 正極；正極； B B、放電時正極附近溶液的、放電時正極附近溶液的PHPH值升高；值升高； C C、放電時負極附近溶液的、放電時負極附近溶液的PHPH值升高；值升高；D D、溶液中陰離子向正極方向挪動，陽離子向負極方向挪動。、溶液中陰離子向正極方向挪動，陽離子向負極方向挪動。 AB 穩(wěn)定練習(xí)穩(wěn)定練習(xí)4 4、以下圖為氫氧燃料電池原理表示圖，按照此圖的、以下圖為氫氧燃料電池原理表示圖，按照此圖的提示，以下表達不正確的選項是提示，以下表達不正確的選項是A Aa a電極是負極電極是負極B Bb

19、b電極的電極反響為：電極的電極反響為：4OH4OH4e 2H2O+O24e 2H2O+O2C C氫氧燃料電池是一種具有運用前景的綠色電源氫氧燃料電池是一種具有運用前景的綠色電源D D氫氧燃料電池是一種只能將氧化劑和燃料全部氫氧燃料電池是一種只能將氧化劑和燃料全部貯藏在電池內(nèi)的發(fā)電安裝貯藏在電池內(nèi)的發(fā)電安裝BD 5一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入一種新型的燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總?cè)芤褐?，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣，其總反響為：反響為：2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O，有，有關(guān)此電池的推斷正確的選項是關(guān)此電池

20、的推斷正確的選項是 A負極反響為負極反響為14H2O+7O2+28e-=28OH- B放電一段時間后，負極周圍的放電一段時間后，負極周圍的pH減低減低 C每耗費每耗費1molC2H6，那么電路上轉(zhuǎn)移的電子為，那么電路上轉(zhuǎn)移的電子為14mol D放電過程中放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度不變的物質(zhì)的量濃度不變B C練練 習(xí)習(xí)組成電解池的條件：組成電解池的條件：(1)外接直流電源外接直流電源(2)電極電極(金屬或惰性電極金屬或惰性電極)(3)電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì) (4)構(gòu)成閉合回路構(gòu)成閉合回路 陽極 氧化反響氧化反響 陰極 復(fù)原反響e-e-電解池電解池比較工程比較工程陰極

21、陰極陽極陽極與電源銜接與電源銜接接電源負極接電源負極接電源正極接電源正極電子流動方向電子流動方向電子流入電子流入電子流出電子流出電極反響電極反響 Nm+ + me = N(復(fù)原反響復(fù)原反響)Rn ne= RM ne= Mn+(氧化反響氧化反響) 電極質(zhì)量變化電極質(zhì)量變化增大或不變增大或不變減小或不變減小或不變離子挪動方向離子挪動方向陽離子移向該極陽離子移向該極陰離子移向該極陰離子移向該極陽陽極極陰陰極極 陰離子陰離子陽離子陽離子氧化反響氧化反響復(fù)原反響復(fù)原反響 Nm+me-=NeeRnneR4OH4e2H2OO2非惰性電極：非惰性電極：M-ne-=Mn+電極本身溶解電極本身溶解電子流電子流動方

22、向動方向電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液電源負極電源負極電解池陰極電解池陰極電源正極電源正極電解池陽極電解池陽極 在惰性電極上離子放電順序：在惰性電極上離子放電順序： 陰極陰極(與電極資料無關(guān)與電極資料無關(guān))：Ag+Fe3+ Cu2+ H+Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 得到電子得到電子 由易到難由易到難 陽極陽極(與電極資料有關(guān)與電極資料有關(guān))：在水溶液中在水溶液中SO42-SO42-，NO3-NO3-等不會放電。等不會放電。 金屬 S2-I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F- 失去電子由易到難電極反響電極反響 陽極 活潑金屬作電極 由電極本身

23、失電子 R - ne = Rn+惰性電極惰性電極 溶液中較易失電子的溶液中較易失電子的 陰離子優(yōu)先放電陰離子優(yōu)先放電陰極陰極 一定是溶液中易得電子的陽離子優(yōu)先放電一定是溶液中易得電子的陽離子優(yōu)先放電 Rn+ + ne = R 電解時電極產(chǎn)物的判別電解時電極產(chǎn)物的判別Rn- - ne = R Pt、Au、石墨、石墨用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律1電解水型電解水型NaOHNaOH、H2SO4H2SO4、K2SO4K2SO4等的電解等的電解陰極：陰極：4H+ + 4e- 2H2陽極：陽極：4OH- - 4e- O2 + 2H2O總反響式：總反響式： 2H2O 2H2 +

24、 O2電解電解2分解電解質(zhì)型分解電解質(zhì)型HCl、CuCl2等溶液的電解等溶液的電解陰極：陰極：Cu2+ + 2e- Cu陽極：陽極：2Cl- - 2e- Cl2總反響式：總反響式： CuCl2 Cu + Cl2電解電解3放氫生堿型放氫生堿型NaCl、MgBr2溶液的電解溶液的電解陰極：陰極：4H+ + 4e- 2H2陽極：陽極：2Cl- - 2e- Cl22NaCl + 2H2O 2NaOH +H2 +Cl2電解電解4放氧生酸型放氧生酸型陰極；陰極；2Cu2+ + 4e- 2Cu陽極：陽極：4OH- - 4e- O2 + 2H2OCuSO4、AgNO3等溶液的電解等溶液的電解總反響：總反響：2

25、CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4電解電解電解原理的運用電解原理的運用銅的電解精煉銅的電解精煉粗銅粗銅純銅純銅 CuSO4溶液溶液陽極：陽極：粗銅粗銅陰極：陰極：純銅薄片純銅薄片電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液參與一定量的溶液參與一定量的H2SO4Cu2e= Cu2+ 比銅活潑的雜質(zhì)也會同時失去電比銅活潑的雜質(zhì)也會同時失去電子而溶解：子而溶解：Zn2e= Zn2+ Fe2e= Fe2+ Ni2e= Ni2+ 比銅不活潑的雜質(zhì)比銅不活潑的雜質(zhì)Au、Ag不會溶解不會溶解而從陽極上零落下來而構(gòu)成陽極泥。而從陽極上零落下來而構(gòu)成陽極泥。Cu2+ 2e= CuCuSO4溶

26、液的濃度根本堅持不變。溶液的濃度根本堅持不變。提煉金、銀等貴重金屬。提煉金、銀等貴重金屬。 電鍍銅電鍍銅陽極：陽極：銅片銅片陰極：陰極： 待鍍鐵制品待鍍鐵制品Cu2e= Cu2+Cu2+ 2e= CuCuSO4溶液的濃度堅持不變。溶液的濃度堅持不變。實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：在鐵制品上鍍上了一層銅在鐵制品上鍍上了一層銅利用電解原理在某些金屬的外表鍍上一利用電解原理在某些金屬的外表鍍上一薄層其它金屬或合金的過程叫電鍍。薄層其它金屬或合金的過程叫電鍍。電鍍電鍍電鍍的目的：電鍍的目的：1加強防銹抗腐才干；加強防銹抗腐才干；2添加美觀和外表硬度。添加美觀和外表硬度。陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬:MneMn陰極陰

27、極鍍件鍍件: MnneM電解液電解液:含鍍層金屬陽離子的鹽溶液含鍍層金屬陽離子的鹽溶液電鍍槽電鍍槽特特點點1陽極本身溶解；陽極本身溶解；2電解液濃度堅持不變。電解液濃度堅持不變。離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿陽極：陽極： 鈦網(wǎng)涂有鈦、釕等鈦網(wǎng)涂有鈦、釕等氧化物涂層氧化物涂層陰極：陰極：碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng) 只允許陽離子經(jīng)過，能阻止只允許陽離子經(jīng)過，能阻止陰離子和氣體經(jīng)過陰離子和氣體經(jīng)過將電解槽隔成陰極室和陽極室。將電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜：陽離子交換膜：陽極室放出陽極室放出Cl2；陰極室放出陰極室放出H2并生成并生成NaOH食鹽水的精制。食鹽水的精制。粗鹽粗鹽泥沙泥沙Ca2+Ca2

28、+、Mg2+Mg2+、Fe3+Fe3+SO42SO42等雜質(zhì)等雜質(zhì)混入產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品混入產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品不純不純生成生成Mg(OH)2、Fe(OH)3等沉淀，堵塞膜孔。等沉淀，堵塞膜孔。如何除去粗鹽水中的雜質(zhì)？如何除去粗鹽水中的雜質(zhì)？ 試劑：BaCl2 溶液、Na2CO3 溶液、NaOH 溶液、HCl 溶液粗鹽水粗鹽水NaOHBaCl2Na2CO3過濾過濾適量適量HCl除除Mg2+、Fe3+除除SO42-除除Ca2+及及過量過量Ba2+濾去泥沙濾去泥沙及沉淀及沉淀除過量的除過量的OH、CO32陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂精鹽水精鹽水少量少量Ca2+、Mg2+1、Na2CO3必需在必需在BaCl2

29、之之后后2、參與鹽酸在過濾之后、參與鹽酸在過濾之后電解法測定阿伏加德羅常數(shù)電解法測定阿伏加德羅常數(shù)【例題】某學(xué)生【例題】某學(xué)生試圖用電解法根試圖用電解法根據(jù)電極上析出物據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來測定質(zhì)的質(zhì)量來測定阿佛加德羅常數(shù)阿佛加德羅常數(shù)值，其實驗方案值，其實驗方案的要點為：用的要點為：用直流電電解氯化直流電電解氯化銅溶液，所用儀銅溶液，所用儀器如右圖：在器如右圖：在電流強度為電流強度為I安安培，通電時間為培，通電時間為t秒鐘后，準(zhǔn)確秒鐘后，準(zhǔn)確測得某電極上析測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為出的銅的質(zhì)量為m克?？?。試回答：試回答：(1)銜接這些儀器的正確順序為用圖中標(biāo)注儀器接線銜接這些儀器的正確順

30、序為用圖中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示。下同柱的英文字母表示。下同E接接 ，C接接 ， 接接F。實驗線路中的電流方向為實驗線路中的電流方向為 C 。 (2)寫出寫出B電極上發(fā)生反響的離子方程式電極上發(fā)生反響的離子方程式 ； G試管中淀粉試管中淀粉KI溶液變化的景象為溶液變化的景象為 ；相應(yīng)；相應(yīng)的離子方程式是的離子方程式是 。 D A B F B A D E 2Cl2e=Cl2 變藍色變藍色 Cl2+2I=2Cl+I2 (3)為準(zhǔn)確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實驗為準(zhǔn)確測定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實驗步驟的先后順序應(yīng)是步驟的先后順序應(yīng)是 。選填以下操作步驟的編號選填以下操作步驟的編號稱

31、量電解前電極質(zhì)量稱量電解前電極質(zhì)量 刮下電解后電極上的銅并清洗刮下電解后電極上的銅并清洗用蒸餾水清洗電解后電極用蒸餾水清洗電解后電極 低溫烘干電極后稱量低溫烘干電極后稱量 低溫烘干刮下的銅后稱量低溫烘干刮下的銅后稱量 再次低溫烘干后稱量至恒重再次低溫烘干后稱量至恒重 (4)知電子的電量為知電子的電量為1.610-19庫侖。試列出阿佛加庫侖。試列出阿佛加德羅常數(shù)的計算表達式：德羅常數(shù)的計算表達式： NA 。 19-101.62Itm641為以下圖所示安裝中，為以下圖所示安裝中，a、b都是惰性電極，通都是惰性電極，通電一段時間后，電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。以下說法正極附近溶液呈紅色。以下說

32、法正確的選項是確的選項是AX是正極，是正極，Y是負極是負極BX是負極，是負極，Y是正極是正極CCuSO4溶液的溶液的PH值逐漸減小值逐漸減小DCuSO4溶液的溶液的PH值不變值不變a X Y X Y bPtCuCuSO4溶液溶液NaCl和酚酞溶液和酚酞溶液AC 練練 習(xí)習(xí)2 2如上圖所示，通電后如上圖所示，通電后A A極上析出極上析出AgAg，對該安裝的有關(guān)表達正確，對該安裝的有關(guān)表達正確的選項是的選項是 A A、P P是電源的正極是電源的正極B B、F F極上發(fā)生的反響為：極上發(fā)生的反響為：4OH- - 4e-=2H2O+O24OH- - 4e-=2H2O+O2C C、電解時，甲、乙、丙三池

33、中，除、電解時，甲、乙、丙三池中，除E E、F F兩極外，其他電極均參與兩極外，其他電極均參與了反響了反響D D、通電后，甲池的、通電后，甲池的PHPH減小，而乙、丙兩池溶液的減小，而乙、丙兩池溶液的PHPH不變不變B 穩(wěn)定練習(xí)穩(wěn)定練習(xí) 有關(guān)電解的計算有關(guān)電解的計算原那么原那么: : 電化學(xué)的反響是氧化一復(fù)電化學(xué)的反響是氧化一復(fù)原反響原反響, ,各電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的各電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等量相等, ,無論是單一電池還是串聯(lián)電無論是單一電池還是串聯(lián)電解池解池, ,均可抓住電子守恒計算均可抓住電子守恒計算. .關(guān)鍵關(guān)鍵: : 電極稱號要區(qū)分清楚電極稱號要區(qū)分清楚. . 電極產(chǎn)物要判別準(zhǔn)確

34、電極產(chǎn)物要判別準(zhǔn)確. . 各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵照電子得失各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵照電子得失守恒守恒. . 例例 用以下圖安裝進展電解實驗用以下圖安裝進展電解實驗(a、b、c、d均為鉑電極均為鉑電極),供選供選擇的有擇的有4組電解液組電解液,要滿足以下要求要滿足以下要求: 任務(wù)一段時間后任務(wù)一段時間后A槽槽pH值上升值上升,B槽的槽的pH下降下降.b、c兩極上反響的離子的物質(zhì)的量相等兩極上反響的離子的物質(zhì)的量相等(1)應(yīng)選擇的電解質(zhì)是上述四組中的第應(yīng)選擇的電解質(zhì)是上述四組中的第_組組(2)該組電解過程中各電極上的電極反響為該組電解過程中各電極上的電極反響為a極極_ _ b極極_ _ c極極_ _ d極極

35、_ _(3)當(dāng)當(dāng)b極上析出極上析出7.1g電解產(chǎn)物時電解產(chǎn)物時,a極上析出產(chǎn)物的質(zhì)量為極上析出產(chǎn)物的質(zhì)量為_g;假設(shè)假設(shè)B槽電解質(zhì)溶液槽電解質(zhì)溶液500mL，且忽略電解前后電解液的，且忽略電解前后電解液的體積變化，那么此時體積變化，那么此時B槽中的槽中的H比電解前添加了比電解前添加了_mol/L.44H4e2H24Cl4e2Cl24Ag4e4Ag4OH4e2H2OO20.20.4例：用兩支惰性電極插入例：用兩支惰性電極插入1000mL CuSO4溶液，通電電解，當(dāng)電解液的溶液，通電電解，當(dāng)電解液的PH由由6.0變變?yōu)闉?.0時，以下表達正確的選項是時，以下表達正確的選項是 A、陰極上析出、陰極

36、上析出11.2mL氫氣標(biāo)況氫氣標(biāo)況 B、陰極上析出、陰極上析出32mg銅銅 C、陽極和陰極質(zhì)量都沒有變化、陽極和陰極質(zhì)量都沒有變化 D、陽極上析出、陽極上析出5.6mL氧氣標(biāo)況氧氣標(biāo)況 BD 例：按右圖安裝進展電解均是惰性電例：按右圖安裝進展電解均是惰性電極，知極，知A燒杯中裝有燒杯中裝有500 mL20的的NaOH溶液，溶液，B燒杯中裝有燒杯中裝有500 mL pH為為6的的CuSO4溶液。通電一段時間后，在溶液。通電一段時間后，在b電電極上搜集到極上搜集到28mL氣體規(guī)范情況，那氣體規(guī)范情況，那么么B燒杯中溶液燒杯中溶液pH變?yōu)槿芤后w積變化忽變?yōu)槿芤后w積變化忽略不計略不計 A4 B3 C2

37、 D1C C例：將例：將1L一定濃度的一定濃度的CuSO4溶液，用溶液，用a、b兩個石墨兩個石墨電極電解，當(dāng)電極電解，當(dāng)a極上產(chǎn)生極上產(chǎn)生22.4L(標(biāo)標(biāo))氣體時，氣體時，b極上只需極上只需固體析出。然后將固體析出。然后將a、b兩電板反接，繼續(xù)通直流電，兩電板反接，繼續(xù)通直流電，b板上又產(chǎn)生板上又產(chǎn)生22.4L(標(biāo)標(biāo))氣體，溶液質(zhì)量共減少氣體，溶液質(zhì)量共減少227g。(1)a極上產(chǎn)生極上產(chǎn)生22.4L(標(biāo)標(biāo))氣體時，氣體時，b極添加的質(zhì)量；極添加的質(zhì)量；(2)原溶液的物質(zhì)的量濃度。原溶液的物質(zhì)的量濃度。(1)解：解：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2陽極：陽極：

38、mO2=1mol32g/mol=32g；陰極添加：陰極添加：mb=2mol64g/mol=128g；溶液減少：溶液減少：m(1)=160g(2)電源反接后，電源反接后，b為陽極：先為陽極：先Cu放電，后放電，后OH-(水電水電)放電，放電， a 為陰極：先為陰極：先Cu2+放電，后放電，后H+ (水電水電)放電，放電，可細分為三個階段：可細分為三個階段： 電鍍銅，此階段電鍍銅，此階段m=0電解硫酸銅溶液，設(shè)有電解硫酸銅溶液，設(shè)有xmolO2生成：生成： 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2 2xmol 2xmol xmol此階段溶液減少：此階段溶液減少： m=16

39、0 x g 電解硫酸溶液，其本質(zhì)是水電解：電解硫酸溶液，其本質(zhì)是水電解： 2H2O = 2H2 + O2 2ymol 2ymol ymol，溶液減少：，溶液減少：m=36y gx+y=1，160+160 x+36y=227 X=0.25，y=0.75CCuSO4=(2+20.25)mol1L=2.5molL-1例例5工業(yè)上為了處置含有工業(yè)上為了處置含有Cr2O72- 酸性工業(yè)廢水，采用下面的處酸性工業(yè)廢水，采用下面的處置置 方法，往工業(yè)廢水中參與適量的方法，往工業(yè)廢水中參與適量的NaCl，以鐵為電極進展，以鐵為電極進展 電解，經(jīng)過一段時間后，有電解，經(jīng)過一段時間后，有Cr(OH)3 和和Fe(

40、OH)3 沉淀生成，沉淀生成， 工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放規(guī)范工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放規(guī)范, 請回答下面問題：請回答下面問題：1. 兩極發(fā)生的電極反響：兩極發(fā)生的電極反響：2. 寫出寫出Cr2O72-變?yōu)樽優(yōu)镃r3+的離子方程式：的離子方程式：3工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的緣由：工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的緣由：4能否改用石墨電極？闡明緣由。能否改用石墨電極？闡明緣由。 陽極：Fe 2e =Fe2+, 陰極：2H+ + 2e = H2Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2OH+不斷放電不斷放電, Cr2O72- 與與Fe2+反響中耗費反響中耗費

41、H+, 突破了水的電離平衡突破了水的電離平衡, 使溶液中使溶液中OH- H+不能不能, 陽極產(chǎn)生陽極產(chǎn)生Cl2, 得不得不到到Fe2+，短少復(fù)原劑，短少復(fù)原劑, 不能使不能使Cr2O72- 變?yōu)樽優(yōu)镃r3+生成生成Cr(OH)3沉淀而沉淀而除去除去電解一段時間，如何恢原到電解前的溶液電解一段時間，如何恢原到電解前的溶液既要思索既要思索“質(zhì)又要思索質(zhì)又要思索“量量.例如例如:電解電解CuSO4溶液：溶液： 抓住溶液的變化抓住溶液的變化假設(shè)參與假設(shè)參與CuO、Cu(OH)2，均能與，均能與H2SO4反響生成反響生成CuSO4. CuOH2SO4CuSO4H2O Cu(OH)2H2SO4CuSO42

42、H2O比較、耗費的比較、耗費的H2SO4、生成的、生成的CuSO4、H2O即可知道即可知道:參與參與1mol Cu(OH)2能與能與1mol H2SO4反響能生成反響能生成1mol CuSO4和和2molH2O.不符合電解時的相關(guān)物質(zhì)的比例不符合電解時的相關(guān)物質(zhì)的比例.假設(shè)假設(shè)改加改加CuO，那么很適宜，那么很適宜.思索思索2： 如何確定所加物質(zhì)的量如何確定所加物質(zhì)的量?(惰性電極惰性電極)分析：分析： 由于兩極上經(jīng)過的電子數(shù)相等由于兩極上經(jīng)過的電子數(shù)相等,故陰、陽兩故陰、陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量間一定滿足確定的關(guān)系極產(chǎn)物的物質(zhì)的量間一定滿足確定的關(guān)系.因此參與因此參與物與其也有一定關(guān)系物與其也有

43、一定關(guān)系.例如例如: 電解含電解含0.4mol CuSO4溶液一段時間后，陽極溶液一段時間后，陽極上生成上生成2.24L氣體氣體(S.T.P),那么應(yīng)參與那么應(yīng)參與CuO多少克？多少克？(用惰性電極用惰性電極) 解析解析 O2 2CuO 1mol 2mol 0.1mol 0.2mol m(CuO)0.28016(g) 故參與故參與16g CuO即能恢復(fù)即能恢復(fù)例用陽極例用陽極X和陰極和陰極Y電解電解Z的水溶液的水溶液, 電解一段時間后電解一段時間后, 再參與再參與W, 能使溶液恢復(fù)到電解前的形狀能使溶液恢復(fù)到電解前的形狀, 符合題意的組是符合題意的組是 ( ) X Y Z W A C FeNaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶溶液液 C C CH2SO4 H2O D Ag FeAgNO3 AgNO3晶晶體體 CA、NaCl電解后生成電解后生成NaOH, 再加水后不能恢復(fù)電解前的形狀再加水后不能恢復(fù)電解前的形狀B、電解、電解CuSO4溶液中的溶液中的SO42-物質(zhì)的量沒