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,CuCl2Cu2+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ABCD,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、CuSO4B、H2OC、CuOD、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0.4molCuSO4和0.2molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3molCu，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(ZnFeAgAu),阳极:Zn2e=Zn2+Cu2e=Cu2+,阴极：Cu2+2e=Cu,CuSO4溶液,ZnFe以何形式存在？AgAu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CADA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=K