化學(xué)電解與電鍍蘇教版選修

知識(shí)點(diǎn)一：電解的原理概念電流通過(guò)電解質(zhì)溶液在陰、陽(yáng)兩級(jí)引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電解池的構(gòu)造直流電源、兩電極、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電極反應(yīng)電極上進(jìn)行的半反應(yīng)。陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)第1頁(yè)/共16頁(yè)離子自由移動(dòng)陽(yáng)離子（Cu2+,H+)向陰極移動(dòng)陰離子（Cl-,OH-)向陽(yáng)極移動(dòng)離子定向移動(dòng)電解中以電解CuCl2為例:電解前CuCl2=Cu2++2Cl-H2OH++OH-知識(shí)點(diǎn)一：電解的原理電池電解原理第2頁(yè)/共16頁(yè)(陽(yáng)氧陰還)陽(yáng)極：2Cl-2e=Cl2(氧化）(2Cl=Cl2)電極反應(yīng)陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。陰極：Cu2++2e=Cu(還原）放電：知識(shí)點(diǎn)一：電解的原理第3頁(yè)/共16頁(yè)反應(yīng)原理陰離子移向e-電子流向陽(yáng)離子移向e-4OH--4e-=2H2O+O2氧化反應(yīng)Ag++e-=Ag還原反應(yīng)陽(yáng)極陰極AgNO3溶液電解結(jié)果:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3電解例：以石墨電極電解硝酸銀負(fù)極出電子電子回正極第4頁(yè)/共16頁(yè)(1)陰極

:氧化性越強(qiáng),越易放電(溶液中陽(yáng)離子得電子)

----與電極材料無(wú)關(guān).離子的放電順序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+活性電極＞S

2->I

->Br

->Cl

->OH

->NO3

->SO42-(等含氧酸根離子）>F-(2)陽(yáng)極:

還原性越強(qiáng),越易放(陽(yáng)極本身或溶液中陰離子失電子)----與電極材料有關(guān).若陽(yáng)極為活性電性,則陽(yáng)極失電子溶解.若陽(yáng)極為惰性電極,則溶液中陰離子失電子.注意:

離子放電順序與電極材料﹑離子本身的氧化性﹑還原性及離子濃度等因素有關(guān).例：電鍍時(shí)：Zn2+>

H+第5頁(yè)/共16頁(yè)（1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水。（2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬。（3）電解活潑金屬無(wú)氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽(yáng)極析出非金屬。（4）電解熔融物﹑不活潑金屬無(wú)氧酸鹽﹑無(wú)氧酸，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身。電解規(guī)律第6頁(yè)/共16頁(yè)例1：用惰性電極電解下例溶液后,再加入一定量的另一種物質(zhì)(方括號(hào)內(nèi)),溶液能與原溶液完全一樣的是

A.CuCl2〔CuSO4〕B.NaOH〔NaOH〕

C.NaCl〔HCl〕D.CuSO4〔Cu(OH)2〕例2：某溶液中含有等物質(zhì)的量的硝酸銅和氯化鎂，對(duì)該溶液進(jìn)行電解，分階段寫(xiě)出電解方程式和電極方程式。課本實(shí)驗(yàn)講解第7頁(yè)/共16頁(yè)知識(shí)點(diǎn)二：電解的應(yīng)用氯堿工業(yè)工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來(lái)制取NaOH﹑Cl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱(chēng)為氯堿工業(yè).1.反應(yīng)原理:陽(yáng)極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑總反應(yīng):2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑通電第8頁(yè)/共16頁(yè)氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程圖：

（1）在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH值___（2）為有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入試劑的合理順序?yàn)開(kāi)______（選填a，b，c）.a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑

b.先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3c.先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3（3）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)__、冷卻________（填寫(xiě)操作名稱(chēng)）除去NaCl。（4）在隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無(wú)隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學(xué)方程式為

。第9頁(yè)/共16頁(yè)知識(shí)點(diǎn)二：電解的應(yīng)用電解精煉銅陽(yáng)極:

粗銅(含少量Zn﹑Fe﹑Ni﹑Ag﹑Au等)陰極:

純銅電解液:

CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)陽(yáng)極:

Cu-2e-=Cu2+Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+(Au﹑Ag沉積下來(lái),形成陽(yáng)極泥)陰極:Cu2++2e-=CuCuSO4溶液濃度基本保持不變-------因陽(yáng)極上銅溶解的速率與陰極上銅沉積的速率相同.第10頁(yè)/共16頁(yè)電鍍電鍍:

利用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的過(guò)程.陽(yáng)極:

鍍層金屬陰極:

待鍍金屬電解液:

含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液知識(shí)點(diǎn)二：電解的應(yīng)用課本實(shí)驗(yàn)講解第11頁(yè)/共16頁(yè)電解計(jì)算依據(jù)：所有電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等①電極產(chǎn)物變化量②溶液中離子濃度的改變量③多池串聯(lián)時(shí)各電極上產(chǎn)物的量④阿佛加德羅常數(shù)的求算

Q=It=e·NA·n(e-)第12頁(yè)/共16頁(yè)例題1在下列兩個(gè)電解池中，a﹑b兩極都是石墨電極。將電源接通，通電16分5秒，電流強(qiáng)度為5安培，Pt電極質(zhì)量增加5.40g。試回答下列問(wèn)題(已知一個(gè)電子的電量為1.6×10-19庫(kù)侖)（1）在a、b極上析出質(zhì)量各為多少g？（2）Ag電極溶解多少g？根據(jù)該池給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)是多少？AgNO3PtCuSO4abAg第13頁(yè)/共16頁(yè)例2.用惰性電極電解VL某二價(jià)金屬的硫酸鹽溶液一段時(shí)間后，陰極有Wg金屬析出，溶液的pH從6.5變?yōu)?.0(體積變化可以忽略不計(jì))。析出金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為(

)

A．B．C．D．

B第14頁(yè)/共16頁(yè)5.由于Fe(OH)2極易被氧化．所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。應(yīng)用如圖4—18所示電解實(shí)驗(yàn)可制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。兩電極的材料分別為石墨和鐵。第15頁(yè)/共16頁(yè)(1)a電極材料應(yīng)為_(kāi)_，電極反應(yīng)式為_(kāi)____。(2)電解液C可以是______(填編號(hào))。

A．純水B．NaCl溶液C．NaOH溶液D．CuCl2溶液(3)d為苯，其作用為_(kāi)_____，在加入苯之前對(duì)C應(yīng)做何簡(jiǎn)單處理?______。(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是(填編號(hào))______。

A．改用稀硫酸作電解液B．適當(dāng)增大電源電壓

C．適當(dāng)減小兩電極