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專題十九電解池原理及其應(yīng)用
成武二中高三化學(xué)組專題十九成武二中高三化學(xué)組1(2011上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是()A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑B.用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物D.用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物體驗(yàn)高考:B(2011上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是(2考綱導(dǎo)學(xué)考綱要求命題預(yù)測(cè)
了解電解池的工作原理。能寫出電極反應(yīng)。
電解原理的考查。主要命題點(diǎn)是電極反應(yīng)方程式的書寫,電解相關(guān)的計(jì)算,該考點(diǎn)的難度較大。以最新科技成果(電解原理的應(yīng)用)為背景進(jìn)行電解原理的考查是今后高考的命題趨勢(shì)。
考綱導(dǎo)學(xué)考綱要求命題預(yù)測(cè)了解電解池的工作原理。3如何使圖中的鐵棒上析出銅,鐵的質(zhì)量不變?問(wèn)題討論:設(shè)計(jì)成電解池且鐵作陰極如何使圖中的鐵棒上析出銅,鐵的質(zhì)量不變?問(wèn)題討論:設(shè)計(jì)成電解4一、電解原理1、電解的定義讓直流電通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì),在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。2、電解池借助氧化還原反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.一、電解原理1、電解的定義5例1.判斷下列裝置屬于電解池的是例1.判斷下列裝置屬于電解池的是63、電解池的構(gòu)成條件(1)外加直流電源(2)與電源相連的兩個(gè)電極接電源正極的為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)接電源負(fù)極的為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)(3)電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)(4)形成閉合回路
3、電解池的構(gòu)成條件(1)外加直流電源74、電解池的工作原理:以電解CuCl2溶液為例(石墨作電極)4、電解池的工作原理:以電解CuCl2溶液為例(石墨作電極)81、指出該裝置中電解池的陰陽(yáng)極,寫出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式。2、在CuCl2溶液中有自由移動(dòng)的Cu2+、Cl-、H+、OH-,為什么只有Cu2+、Cl-得失電子,而H+、OH-卻不能或很難在兩極上得失電子呢?在陰、陽(yáng)極上,離子的放電順序又是怎樣的?陽(yáng)極:2Cl-→Cl2
↑+2e-(氧化反應(yīng))陰極:Cu2++2e-Cu(還原反應(yīng))總反應(yīng):CuCl2
Cl2
↑+Cu思考1、指出該裝置中電解池的陰陽(yáng)極,2、在CuCl2溶液中有自由95.離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷活潑金屬作陽(yáng)極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(1)陽(yáng)極上(氧化反應(yīng)Pt、Au除外)
)
(2)陰極上(還原反應(yīng))無(wú)論是惰性電極還是金屬電極都不參與電極反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上放電順序是:
上述順序基本上是金屬活動(dòng)性順序,越活潑的金屬,其陽(yáng)離子越難得到電子,但Fe3+氧化性較Cu2+強(qiáng)。Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>
Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+5.離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷活潑金屬作陽(yáng)極>S2->I-10例2: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,③最后寫出總方程式>陽(yáng)極:4OH-→
2H2O+O2↑+4e-
陰極:2Cu2++4e-→
2Cu陽(yáng)極:OH-SO4
2-
陰極:H+Cu2+CuSO4=Cu2++SO4
2-①首先分析、比較出陰陽(yáng)極的放電離子:②然后寫電極反應(yīng)式
:電解2Cu+4H++o2↑2Cu2++2H2O<H2OH++OH-
6、分析電解反應(yīng)的一般思路2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑電解例2:寫出用石墨做電極電解CuSO4溶液的電極反應(yīng)式及總的電111、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理2H++2e-
→H2↑2Cl-
→Cl2↑+2e-
2H2O+2Cl-===H2↑
+Cl2↑
+2OH-
電解2H2O+2NaCl===H2↑
+Cl2↑
+2NaOH電解現(xiàn)象:陽(yáng)極:有黃綠色氣體產(chǎn)生,使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI溶液變藍(lán)陰極:有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶液變紅二、電解原理的應(yīng)用負(fù)極:正極:總反應(yīng):1、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理2H++2e-→H2↑2C12+-純銅粗銅
電解液(CuSO4溶液)陰極:Cu2++2e-==Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極:Cu==Cu2+
+2e-
(氧化反應(yīng))特征純銅作陰極,粗銅作陽(yáng)極陽(yáng)極主要金屬與電解質(zhì)中的陽(yáng)離子相同電解液Cu2+的濃度減小,有雜質(zhì)離子Zn2+、Fe2+、Ni2+2、電解精煉銅陽(yáng)極還包含Zn、Fe、Ni失電子,且比Cu先失電子+-純銅粗銅電解液陰極:Cu2++2e-=13+-鐵片銅片
電鍍液(CuSO4溶液)陰極:Cu2++2e-==Cu(還原反應(yīng))陽(yáng)極:Cu==Cu2++2e-(氧化反應(yīng))特征被鍍件作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同電鍍液CuSO4的濃度基本不變3、鐵片上電鍍銅+-鐵片銅片電鍍液陰極:Cu2++2e-=14練習(xí)1、能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成銅與稀鹽酸的反應(yīng),寫出設(shè)計(jì)思路。利用電解裝置可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng):Cu+2HClCuCl2+H2↑銅片導(dǎo)體稀鹽酸練習(xí)1、能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成銅與稀鹽酸的反應(yīng),寫出設(shè)計(jì)思路。銅片15練習(xí)2、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(shuō)法正確的是()A.X是正極,Y是負(fù)極B.X是負(fù)極,Y是正極C.CuSO4溶液的PH值逐漸減小D.CuSO4溶液的PH值不變a?XY?bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC練習(xí)2、下圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后16陰極與電源負(fù)極陽(yáng)離子移向發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極與電源正極陰離子移向發(fā)生氧化反應(yīng)規(guī)律總結(jié)
1、電解池陰、陽(yáng)極的判斷陰極與電源負(fù)極陽(yáng)離子移向發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極與電源正極陰離子移向17以碳棒為電極,電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上分別是什么離子放電?總結(jié)有什么特點(diǎn)或規(guī)律?HCl、CuCl22.⑴NaCl
⑵AgNO3、CuSO43.Na2SO4、H2SO4、NaOH實(shí)質(zhì)電解的只是溶質(zhì)本身實(shí)質(zhì)電解的是電解質(zhì)和H2O實(shí)質(zhì)電解的就是H2O2、電解規(guī)律以碳棒為電極,電解下列物質(zhì)的水溶液時(shí),在陰、陽(yáng)兩極上分別是什18(天津高考12)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是()(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)A.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:
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