復(fù)習(xí)電解原理課件

1、電解理原如何使下圖裝置中的銅析出在鐵棒上，而鐵的質(zhì)量不變？寫出相應(yīng)電極反應(yīng)式。思考流交CuCl2溶液FeCuCl2溶液FeZnZn = Zn2+ + 2e-Cu2+ +2e- = Cu 陽(yáng)極 正極 負(fù)極 陰極原電池電解池CuCl2溶液Fe CCu2+ +2e- = Cu 2Cl- = 2e- + Cl 2變一變?nèi)绻谚F棒也換成石墨呢？一、電解原理知識(shí)梳理 放電順序3 電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫4 電解池2 電解1 電解池2 電 解1使電流通過 而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。把 轉(zhuǎn)化為 的裝置電解質(zhì)溶液電能化學(xué)能電解池構(gòu)成條件電極名稱和電池材料電子、電流、離子方向電解效應(yīng)一、電解原理電解

2、池外加直流電源與電源相連的兩個(gè)電極電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)電解池構(gòu)成條件判斷電解池中陰陽(yáng)極的方法有哪些？電解池電極陽(yáng)極：陰極：接電源正極的為 ，發(fā)生 。接電源負(fù)極的為 ，發(fā)生 。惰性電極：活性電極：電極材料C、Pt、Au等，僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)。Fe、Cu、Ag等,既可以導(dǎo)電、又可以參與電極反應(yīng)。電極名稱陰極還原反應(yīng)陽(yáng)極氧化反應(yīng)思 考根據(jù)電源的正負(fù)極判斷根據(jù)電子流動(dòng)的方向判斷根據(jù)發(fā)生的電極反應(yīng)判斷根據(jù)兩極產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷判斷電解池中陰陽(yáng)極的方法對(duì)點(diǎn)練習(xí)1 陽(yáng)離子 陰極 陰離子 陽(yáng)極電源正極 陽(yáng)極 陰極 負(fù)極 導(dǎo)線導(dǎo)線電解質(zhì)溶液電源負(fù)極 陰極 陽(yáng)極 正極 導(dǎo)線導(dǎo)線使原本不能發(fā)生的反應(yīng)成為可能；使原本

3、進(jìn)行的反應(yīng)加速發(fā)生；使陽(yáng)極金屬溶解，陰極金屬得到充分保護(hù)。電解池電子方向：電流方向：離子移動(dòng)方向：效應(yīng)想一想陽(yáng)極：Fe = Fe 2+ +2e-陰極：Cu2+ +2e- = Cu陽(yáng)極陰極陽(yáng)極為活性電極，則電極自身被氧化陽(yáng)離子放電順序：Cu2+ Fe 2+ H+水Cu Cl2溶液FeCu如果將電源反向呢？如下圖：電解氯化銅溶液，電極反應(yīng)有何變化？電極反應(yīng)式怎么寫？陽(yáng)極：陰極：Cu = Cu2+ +2e- Cu2+ +2e- = Cu陽(yáng)極陰極例：寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電解方程式. 陰極：陽(yáng)極：最后使得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總方程式電解電解陰極：陽(yáng)極：4OH 4

4、e O2+2H2O2Cu2+ + 4e 2CuOH SO42H+ Cu2+首先分析、比較出陰陽(yáng)極的放電離子：然后寫電極反應(yīng)式 ：2CuO2+4H+或2CuSO4+2H2O（電解反應(yīng)的化學(xué)方程式）2CuO2+2H2SO42Cu2+2H2O（電解反應(yīng)的離子方程式）或2H2O 4eO2+ 4H+ 電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫4二、電解規(guī)律知識(shí)梳理 （惰性電極）電解類型歸納1 （惰性電極）電解規(guī)律小結(jié)2電解類型舉 例電極反應(yīng)溶液pH變化溶液復(fù)原方法物質(zhì)類別實(shí)例電解水型 電解溶質(zhì)型 電解溶質(zhì)和水型 含氧酸H2SO4強(qiáng)堿NaOH活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4無(wú)氧酸HCl陽(yáng)極：4OH- - 4e- O2 +

5、2H2O陰極：4H+ + 4e- 2H2減小增大不變H2O陽(yáng)極：2Cl- - 2e- Cl2陰極：2H+2e- H2增大HCl不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽CuCl2陽(yáng)極：2Cl- - 2e- Cl2陰極：Cu2+2e- Cu_CuCl2活潑金屬的無(wú)氧酸鹽Na2S增大H2S不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4減小CuO放氫生堿型放氧生酸型陽(yáng)極：S2- - 2e- S陰極： 2H+ + 2e- H2陽(yáng)極： 4OH- - 4e- O2 +2H2O陰極：2Cu2+4e- 2CupH變化有何規(guī)律？ （惰性電極）電解類型歸納1金屬越不活潑的對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子越容易得電子；H(水) 陰極：陽(yáng)極：金屬（除Pt、Au外）S2IBrC

6、l OH(水)NO3SO42F 放電順序電解質(zhì)變化，溶劑不變：CuCl2、HCl電解原理應(yīng)用電解溶質(zhì)和水：NaCl、CuSO4、AgNO3電解水：Na2SO4、H2SO4 、NaOH電解質(zhì)和溶劑均不變：電解精煉銅、電鍍?nèi)廴陔娊猓篘aCl、MgCl2 、Al2O3 （惰性電極）電解規(guī)律小結(jié)2只放氫， pH升；只放氧， pH降；氫氧一起放，堿升酸降（鹽不變）。注：NaHSO4相當(dāng)于酸。對(duì)點(diǎn)練習(xí)2 pH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pHa，則該電解質(zhì)可能是（ ） A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4對(duì)點(diǎn)練習(xí)A粗銅的溶解與純銅的生成：陽(yáng)極（粗

7、銅）：Cu 2e- = Cu2+陰極（純銅）： Cu2+ + 2e- = Cu比銅活潑的金屬：Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；比銅不活潑的金屬：Au.Pt.不溶解，而以單質(zhì)沉積 形成陽(yáng)極泥；電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變；三、電解原理的應(yīng)用 電解精煉銅原理：(1)電鍍銅的裝置：【實(shí)驗(yàn)42】鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；電鍍銅的原理：陽(yáng)極（鍍層金屬）：Cu2e- = Cu2+陰極（鍍件）： Cu2+ + 2e- = Cu電鍍液濃度不變；待鍍鐵制品銅片 CuSO4溶液 電鍍銅：(2)電解質(zhì)溶液負(fù)極正極e得到電子還原反應(yīng)失去電子氧化反應(yīng)電解質(zhì)溶液e陰極陽(yáng)極陽(yáng)離子

8、得電子發(fā)生還原反應(yīng)電極材料或陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)原電池與電解池的比較電解飽和食鹽水反應(yīng)原理：現(xiàn)象：陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2 陰極產(chǎn)生H2 和酚酞變紅【問題】寫出電極反應(yīng)式，電解總反應(yīng)方程式；為什么NaOH 在陰極區(qū)產(chǎn)生？若產(chǎn)生1molH2，則產(chǎn)生Cl2、 NaOH各幾mol? 電子轉(zhuǎn)移幾mol? 氯堿工業(yè)(3)電極反應(yīng)及總反應(yīng)：陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl2e Cl2（氧化反應(yīng)）陰極反應(yīng)：2H+ + 2eH2（還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2電解陰極區(qū)陽(yáng)極區(qū) 總反應(yīng)離子方程式： 2Cl + 2H2O 2OH + H2 + Cl2電解離子交換膜法制燒堿：1. 離子交換

9、膜電解槽的組成：由陽(yáng)極（金屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；每個(gè)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；2. 陽(yáng)離子交換膜的作用：將電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室，它只允許陽(yáng)離子（Na+）通過，而阻止陰離子（Cl、OH）和氣體通過?？煞乐笻2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2與NaOH反應(yīng)。3. 食鹽的精制：（1）粗鹽的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜；（2）雜質(zhì)的除去過程：粗鹽水 含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）

10、離子交換膜 陽(yáng) 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)課堂小結(jié)電解原理電解規(guī)律電解應(yīng)用電解池四、有關(guān)電解計(jì)算 O22Cu4Ag4H2H22Cl24OHPH 例1：例2：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH.解析：陽(yáng)極4OH-4e-=2H2O+O2陰極Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2n(Cu2+)2+0.5mol2=0.5mol4n(Cu2+)=0.5molCu2+2H+ C(H+)=1mol/L pH=0例3：某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電

11、極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及 x、n 值；電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1例3：現(xiàn)有500 mL混有NaOH的飽和食鹽水, pH=10, 用惰性電極電解一段時(shí)間后, 陰極共產(chǎn)生5.6L H2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積). 則電解后溶液在室溫下pH為: A. 8 B. 10 C. 12 D. 14D考點(diǎn)演練關(guān)系式：O22Cu4Ag4H2H2 用石墨

12、電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA陽(yáng)極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1mol，濃度為A考點(diǎn)演練1（08上海卷）取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯(cuò)誤的是( ) Ab電極是陰極 Ba電極與電源的正極相連 C電解過程中水是氧化劑 Db電極附近溶

13、液的pH變小解析：a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圈為白色，外圈呈淺紅色，說明a極負(fù)極產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2Cl-2e-= Cl2，b為陰極，2H2O4e- =H2+2OH-，所以b極附近的pH增大。D高考探秘2（08全國(guó)卷）右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是( ) A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色Na2SO4溶液ab解析：Na2SO4 2Na

14、+SO42-，H2OH+OH-，SO42-和OH-移向b電極，Na+和H+移向a電極，在b電極 上：4OH-4e- 2H2O+O2，在a電極上：2H+2e- H2所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的；兩種氣體均為無(wú)色無(wú)味的氣體；由于a電極上H+放電，所以a電極附近的c(OH-)c(H+)，滴加石蕊試液a電極附近變藍(lán)色，同理，b電極附近變紅色。D高考探秘3(2008年重慶理綜)如圖所示，下列敘述正確的是( )ZnSO4隔膜(只允許SO42 通過)CuSO4濾紙(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu銅絲X(A)Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)(B)X為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)(C)Y與濾紙接觸處有氧氣

15、生成(D)X與濾紙接觸處變紅高考探秘A4.（07年江蘇）某同學(xué)按如圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是 A電解過程中， 銅電極上有H2產(chǎn)生 B電解初期，主反應(yīng)方程式為： Cu+H2SO4 = CuSO4+H2 C電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出 D整個(gè)電解過程中，H的濃度不斷增大通電Cu石墨稀H2SO4BC高考探秘 1. 如圖所示的裝置，在鐵圈和銀圈的焊接處, 用一根棉線將其懸吊在盛水的燒杯中, 使之平衡。小心地向燒杯中央滴入CuSO4溶液, 片刻后可觀察到的現(xiàn)象是:A.鐵圈和銀圈的左右搖擺不定B.保持平衡狀況C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜D考點(diǎn)演練2.用圖所示的裝置進(jìn)行電解。通電一

16、會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)在B中觀察到的現(xiàn)象是_。AB4AgNO3 + 2H2O = 4Ag + O2+4HNO3通電銅片溶解，有氣體、藍(lán)色沉淀生成考點(diǎn)演練3三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加放適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說法正確的是( ) (A)可用鐵作陽(yáng)極材料 (B)電解過程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高 (C)陽(yáng)極反應(yīng)方程式為：2ClCl2 2e (D)1 mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路

17、中通過了 1 mol電子?？键c(diǎn)演練CD考點(diǎn)演練4.工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4。（1）電解時(shí),應(yīng)以 作陰極，電解過程中陰極附近溶液pH將會(huì) , （2）陽(yáng)極反應(yīng)式為 , （3）總電解反應(yīng)式為 . Fe增大MnO42- - e-MnO4-2K2MnO4+2H2O = 2KMnO4+2KOH+H2通電 1.為下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法正確的是AX是正極，Y是負(fù)極BX是負(fù)極，Y是正極CCuSO4溶液的pH值逐漸減小DCuSO4溶液的pH值不變a X YbPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液課外作業(yè)AC 2.某學(xué)生設(shè)計(jì)

18、了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無(wú)色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是A.鉛筆端作陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)B.鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D.a點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極祝你成功D課外作業(yè) 3在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動(dòng)液體，裝置如右圖。接通電源，陽(yáng)極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)