电解池原理及其应用.ppt

电解池原理及其应用,高三化学复习,考纲要求,1、理解电解原理。 2、了解电解池的应用，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。 3、能写出电解池的电极反应式。 4、掌握电解质的电解规律，能判断电解产物和利用电解原理进行计算。,一、电解原理,使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程，叫电解。,把电能转化为化学能的装置。,直流电源、两个电极、电解质水溶液（或熔融电解质）、形成闭合回路,二、电解装置电解池,直流电源,电极,电解质,电极反应,CuCl2 Cu2+2Cl,视频,三、电解原理,电解质溶液（或熔融的电解质）里自由移动的离子在通电时发生定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应，这就是电解的原理。,电子流动方向： 离子移动方向： 电流方向：,电源正极电解池阳极电解池阴极电源负极,电源负极电解池阴极 电解池阳极电源正极,阴离子电解池阳极 阳离子电解池阴极,阴离子在阳极放电：失电子,阳离子在阴极放电：得电子,K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、Zn2+ 、 Fe2+ 、Sn2+ 、Pb2+ 、 H+ (酸) Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ag+.,除Au、Pt外的金属、S2、X 、OH 、 含氧酸根离子、F ,四、离子放电顺序,视频,五、电极反应式、电解方程式的书：,方 法,、最后使得失数相等，两极半反应相加得总方程式；,、首先找出溶液中全部阴、阳离子，比较阴、阳离子的放电顺序：,、然后写电极反应式 ：,水,增大,增大,水,增大,减小,水,增大,不变,电解质,减小,增大,电解质,减小,电解质和水,得新电解质,增大,电解质和水,得新电解质,减小,1、用惰性电极分别进行下列溶液电解，写出电极反应和总反应方程式并完成下表：,练 习,六、用惰性电极进行溶液电解的规律：,、K +、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+,、Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ag+,、S2、I 、Br 、Cl,、OH 、 含氧酸根离子、F, , , , ,小结：惰性电极进行溶液电解，电解质组成情况,2、如图所示，X、Y分别是直流电源的电极，通电后发现A极质量增加，B极处有无色、无臭的气体放出。符合这一情况的是（ ）,练 习,A,3、 下列有关电解的说法正确的是（ ） 电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生 A B C D,D,4、用石墨电极电解硫酸铜溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入（ ） A、 CuSO4 B、 H2O C 、CuO D 、Cu(OH)2,C,5、 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（ ） A、和附近 B、和附近 C、和附近 D、和附近,B,6、用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（ ） A、Cu2+X3+H+ B、H+X3+Cu2+ C、X3+H+Cu2+ D、Cu2+H+X3+,D,7、将1L含有0.4mol CuSO4和0.2mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3mol Cu，另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是多少?此时溶液的pH值是多少?,4.48L ; 1-2lg2,对比原电池与电解池,阳极,Zn2e=Zn2+,阴极,Zn2+ + 2e=Zn,镀件: 阴极 镀层金属: 阳极,电镀液: 含有镀层金属阳离子的可溶盐溶液,其浓度和PH值不变,七、 电镀原理 : (以铜棒镀锌为例):,八、粗铜精练,电解质 溶液的浓度是否变化？,精铜,粗铜(Zn Fe Ag Au),阳极: Zn 2e =Zn2+ Cu 2e =Cu2+,阴极： Cu2+ + 2e = Cu,CuSO4溶液,Zn Fe 以何形式存在？Ag Au 以何形式存在？,九、氯碱工业,视频,阳离子交换膜的作用： (1)防止H2、Cl2混合电火花下反应爆炸 H2+Cl2= HCl (2)防止防止Cl2进入阴极区与NaOH反应，影响烧碱的质量和产量。 Cl22NaOHNaClNaClOH2O,精制食盐水：(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等),加入稍过量的NaOH溶液 加入稍过量BaCl2溶液。(其中、顺序可以交换) 加入稍过量的Na2CO3溶液 过滤除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及泥沙等； 在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32，调节溶液的pH）； 通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等离子）。,例 表面皿中电解质溶液已经滴加酚酞。问哪些区域先变红？为何？,Fe,B：O2+2H2O+4e-=4OH-,E：2H+2e-=H2,8、装置工作一段时间后，发现B池中有一极的质量减少。以下有关的推断中正确的 （ ） M是电源的负极 B中Cu电极的质量减少 C中溶液的pH升高 D中溶液的pH下降 B中电解液的浓度基本不变 相同条件下的A，C，D池中生成气体的总体积为CAD A 只有 B 只有 C 全部 D 除,C,练 习,9、近年来，加“碘”食盐主要使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液(加少量K2CrO4)为电解液在一定条件下电解，反应方程式为：KI+3H2O=KIO