電解原理及其應(yīng)用

1、電解原理及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1復(fù)習(xí)鞏固原電池的基礎(chǔ)知識(shí)、復(fù)習(xí)鞏固有關(guān)電解質(zhì)、非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解 質(zhì)等基本概念有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。2理解陽(yáng)極、陰極、電解的電極反應(yīng)等跟電解有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。掌握電解反應(yīng)的基本 原理和電解池的基本特征。3能區(qū)分原電池和電解池，能判斷原電池中的正、負(fù)極和電解池中的陰、陽(yáng)極，能分 析原電池和電解池中的電極反應(yīng)。4能分析跟電解有關(guān)的一些實(shí)際問(wèn)題。能結(jié)合離子的氧化性和還原性強(qiáng)弱順序，判斷 電極反應(yīng)。學(xué)習(xí)過(guò)程 一、自學(xué)探究1 電解質(zhì)是指在 能夠?qū)щ姷?。2電離是指電解質(zhì) 或狀態(tài)下離解成 過(guò)程。3. 電解質(zhì)通電前在水溶液中自由移動(dòng)的陰、陽(yáng)離子作 運(yùn)動(dòng)；在外電源的作用下，形成 移動(dòng)

2、而導(dǎo)電。在導(dǎo)電的同時(shí)，在陽(yáng)、陰兩極發(fā)生氧化一還原反應(yīng)，即被電解，電離是的前題。4分析下圖，哪個(gè)是原電池，哪個(gè)是電解池。研究?jī)沙氐年P(guān)系(結(jié)構(gòu)、原理)。©(A)Znc1h卡(1) 原電池由組成。較活潑的金屬是極，較不活潑的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)是極。(2) 電解池由組成，其中與外電源的正極相連的極板叫 極，與外電源的負(fù)極相連的極板叫 極。(3) 原電池是把 能轉(zhuǎn)化為能的裝置。電解池是把能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，都發(fā)生了 反應(yīng)。5 右圖的裝置會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？依據(jù)是什么？并完成電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。6填寫(xiě)下列空白： 電解通電時(shí)， 電子從電源的 極沿導(dǎo)線流入電解池的 極，在陰極區(qū)

3、氧化性強(qiáng)的微粒先得電子，被 。同時(shí)，電子又從電解池的 流出，沿導(dǎo)線流回電源的正極，即在陽(yáng)極區(qū)還原性強(qiáng)的微粒(包括極板)先 電子被 。 當(dāng)極板材料 (陽(yáng)極) 為 Pt 或 C 時(shí)，還原性非常弱， 此條件不被氧化稱為 電極。當(dāng)極板材料邙日極)為 Cu等金屬(除了 Pt和C),還原性強(qiáng)，易 電子,易被氧化稱為電極。陰離子放電順序： S2> I > Br >Cl > OH > 含氧酸根 > F陽(yáng)離子放電順序： Ag > Hg 2> Fe 3> Cu 2 >H> Pb 2 >Sn 2 >Fe 2 >Zn 2> 32

4、 2 Al 3 >Mg 2>Na >Ca 2 >K 7當(dāng)鍍層金屬作 _極，含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)為電解液，把待鍍金屬制品浸入電 鍍液為 極時(shí)的電解即為 。電鍍時(shí)，由于兩極得失電子相同，所以理論上電解液的濃度保持 。2為什么很多器件是鍍銅的，鍍層被破壞，結(jié)果會(huì)怎樣？二、總結(jié)與評(píng)價(jià)總結(jié)1使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液，而在陰、陽(yáng)兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫電解。電離是電 解的前提。電解質(zhì)的導(dǎo)電過(guò)程即是被電解過(guò)程。2電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以鍍層金屬為陽(yáng)極，待鍍金屬制品為陰極，含鍍層金屬 離子為電鍍液。3. 電鍍過(guò)程的特點(diǎn)：犧牲陽(yáng)極；電鍍液的濃度(嚴(yán)格說(shuō)是鍍層金屬離子的濃度) 保持不

5、變；在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、OH 一般不放電。 例題講解 例1鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線連接后浸入O.OImol L-1的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( )。(A) 鐵棒附近產(chǎn)生 OH-( B)鐵棒被腐蝕(C)石墨棒上放出氯氣(D)石墨棒上放出氧氣分析講解 鐵棒與石墨棒用導(dǎo)線連接后浸入食鹽溶液中，由于溶液中溶解有少量的氧氣，故可以構(gòu)成原電池。正、負(fù)極的電極反應(yīng)式為：負(fù)極是鐵，2e-4- = 4e2+ ；正極是石墨，2H2O+O2+4e-=4OH-所以，可能發(fā)生的變化是石墨棒附近產(chǎn)生OH-離子，可看到的現(xiàn)象是鐵棒被腐蝕。答案B。例 2下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是()。(A) 把銅片和鐵片緊

6、靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡(B) 用鋅片做陽(yáng)極，鐵片做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅(C) 把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵(D) 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快分析講解 把銅片和鐵片靠在一起浸入稀硫酸中，銅、鐵間可構(gòu)成原電池。結(jié)果負(fù)極是 鐵，鐵片溶解，正極是銅片，銅片上可產(chǎn)生氣泡。用鋅片做陽(yáng)極電解時(shí)，鋅會(huì)失電子被氧化，陰極上是H+得電子被還原。銅片插入氯化鐵溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為：2Fe3+Cu=Cu 2+2Fe2+。鋅粒和鹽酸的混合物中加入少量氯化銅，由于可構(gòu)成銅鋅原電池使反應(yīng)速率加快。答案 BC。例 3 我國(guó)缺碘病區(qū)甚廣

7、，防治缺碘病的主要措施是食鹽加碘。1996 年我國(guó)政府以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方式規(guī)定食鹽的碘添加劑是KIO 3。(1) 可用鹽酸酸化的碘化鉀和淀粉的混合物檢驗(yàn)食鹽是否為加碘鹽，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(2) 可用電化學(xué)方法制備碘酸鉀。原理是：以石墨為陽(yáng)極，不銹鋼為陰極，以碘化鉀 溶液(加入少量重鉻酸鉀)為電解質(zhì)溶液，在一定電流強(qiáng)度和溫度下進(jìn)行電解，其電解總反應(yīng)方程式為：KI+3H 20 電解 KIO3+3H2f。試寫(xiě)出兩極反應(yīng)式：陽(yáng)極；陰極 。分析講解(1)在酸性條件下，I-可跟1。3-反應(yīng)生成12,從而使淀粉變藍(lán)色。(2)電解碘化鉀溶液時(shí)，I-在陽(yáng)極上被氧化成103-, H20在陰極上被還原成 H2。也

8、可如 下理解：陽(yáng)極上是 2I- - 2e-=l2 ；陰極上是2H2O+2e-=2OH-+H2f ；再是I2在堿性溶液中發(fā)生 歧化反應(yīng)： 3I2+60H-=5I- + I03-+3H20。答案(1) 5KI+KIO 3+6HCl=3I 2+6KCl+3H 2O。(2)陽(yáng)極：I-+60H- - 6e- = I03- + 3H2O ;陰極：6H2O-6e- = 3H2 +60H-f。評(píng)價(jià)1 下列說(shuō)法或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是()。A .把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B .把銅片插入氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵C 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速度

9、加快D.與電源負(fù)極相連的是電解槽的陰極2. 100mL 濃度為 2mol/L 的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng),為加快反應(yīng)速率, 又不影響生成氫氣的總量,可采用的方法是()。A .加入適量的6mol/L的鹽酸B .加入數(shù)滴氯化銅溶液C 加入適量蒸餾水D 加入適量的氯化鈉溶液3. 用兩支惰性電極插入 500mLAgNO 3 溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的 PH 從 6.0 變?yōu)?.0 時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氯氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上析出銀的質(zhì)量大約是( )。A.27 mgB.54 mgC.108 mgD.216 mg.4. A、B、C是三種金屬，根據(jù)下列、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，確定它們的還原性

10、強(qiáng)弱順序?yàn)? )。 當(dāng)A與B浸在稀硫酸中用導(dǎo)線相連，人上有氣泡逸出，B逐漸溶解。 電解物質(zhì)的量濃度相同的A、C鹽溶液時(shí)，陰極上先析出C (使用惰性電極)。A.A >B>CB. B>C>A C. C>A>BD. B>A>C1. 用石墨作電極,電解 1mol/L 下列物質(zhì)的溶液,溶液的 PH 值保持不變的是( )。A. HClB. NaOHC. Na2SO4D. NaCl2. 下列關(guān)于銅電極的敘述,正確的是()。A .銅鋅原電池中銅是正極B 用電解法精煉粗銅時(shí)，銅作陽(yáng)極C 在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極D 電解稀硫酸制 H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極3 .

11、將兩個(gè)鉑電極插入 500ml Cu SO 4溶液中，進(jìn)行電解。通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g （設(shè)電解時(shí)該電極無(wú)氫氣析出，且不考慮水解和溶液的體積變化），此時(shí)溶液中氫離子濃度約為（° °A . 4X103 mol/LB. 2 XIO3 mol/LC. 1 X103 mol/LD . 1 X107 mol/L電池的總反應(yīng)式是：H2 + 2 NiO（OH） 24. 氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳rr亍2Ni（OH） 2根據(jù)此反應(yīng)式，判斷下列敘述正確的是（）°A .電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱腛H -不斷增大B 電池

12、放電時(shí)，鎳元素被氧化B .電池充電時(shí)，氫元素被還原D .電池放電時(shí)，氫氣是負(fù)極5.在外界提供相同電量的條件，Cu2域 Ag+分別按Cu2+2eiCu或Ag+eAg在電極上放電，若析出銅的質(zhì)量為1.92g，則析出銀的質(zhì)量為（A . 1.62gB. 6.48gC. 3.24g6關(guān)于“電解氯化銅溶液的PH值變化”問(wèn)題，化學(xué)界有兩種不同的觀點(diǎn)：觀點(diǎn)一：“理論派”認(rèn)為電解氯化銅溶液后溶液的PH值升高。觀點(diǎn)二：“實(shí)驗(yàn)派”經(jīng)過(guò)反復(fù)、多次、精確的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，證明電解氯化銅溶液時(shí) pH的變化如圖所示曲線關(guān)系。請(qǐng)回 答下列問(wèn)題：（1 °電解前氯化銅溶液的 pH處于A點(diǎn)位置的原因是：（用離子方程式說(shuō) 明）&

13、#176;（2）“理論派”所持觀點(diǎn)的理論依據(jù)是：（3）“實(shí)驗(yàn)派”的結(jié)論是： 過(guò)確定的。（4）你持何種觀點(diǎn)，你所持觀點(diǎn)的理由是： 理加以說(shuō)明）°D. 12.96gpH*3.0 £ 2.0 -1.0 - 0 -時(shí)間ISO,他們所述“精確的實(shí)驗(yàn)”是通（從化學(xué)原1 .2.3.4.電解原理及其應(yīng)用答案、自我探究在水溶液中或熔化狀態(tài)下，化合物。在水分子的作用下，熔融，自由移動(dòng)的離子。無(wú)規(guī)則，定向，電解。電池：、電解池：、 兩個(gè)相互聯(lián)接（或互相接觸）活潑性不同的兩極；與兩極接觸的電解液；負(fù)；正。外電源，兩導(dǎo)電電極，與兩接觸的電解液；陽(yáng)，陰。(3) 化學(xué)能，電能，化學(xué)能；氧化一還原反應(yīng)。5依據(jù)電解，原電池原理，在燒杯中Zn逐漸溶解，C棒上有氣體析出。右燒杯中，右邊 C棒上有Cu析出，左邊有氣體析出。負(fù)極：Zn-2e = Zn 2+陽(yáng)：2C一 2e = Cl2f正極：2 H+ +2e = H2f陰：Cu 2+ +2e = Cu總：Zn +2 H + = Zn 2 + + H2f總：Cu 2 + +2C= Cu + Cl 2?6負(fù)，陰，還原，陽(yáng)，失，氧化。惰性，失去，活潑性。7.陽(yáng)，電鍍，不變。&銅化學(xué)性質(zhì)較不活潑，不易被氧化腐蝕，銅