高中化学：1.2.3 电解池的工作原理及应用 课件 苏教版选修4 .ppt

电解池的工作原理及其应用 电流表指针发生偏转 与电源正极相连的电极上有气泡析出 刺激性气味 能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝 与电源负极相连的电极上有红色物质析出 cucl2溶液 思考 1 通电前溶液中有哪些离子 如何运动 2 通电后如何运动 3 产生什么现象 为什么 一 电解原理 电解 使电流通过电解质溶液而在阴 阳两极引起氧化还原反应的过程 电流是发生反应的动力 使不能自发进行的反应顺利进行 阴阳离子做定向移动的导电过程 也就是两极发生氧化还原的过程 即电解质溶液的导电过程即为电解过程 电流是直流电 在电解过程中电能转化为化学能 二 电解池 1 定义 电能转化为的化学能的装置2 形成电解池的条件 与电源相连的两个电极 电解质溶液或熔化电解质 形成闭合回路3 电极名称 阴极 与电源负极相连 进电子 还原反应阳极 与电源正极相连 出电子 氧化反应4 电极材料惰性电极 c pt au不发生反应活性电极 ag及以前金属 作阳极则溶解 阳离子得电子或阴离子失电子使离子电荷降低的过程叫做放电 5 电解时离子放电顺序 阴极 阳离子放电 金属活动顺序的反顺序 ag hg2 fe3 cu2 h pb2 fe2 zn2 阳极 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 活性电极 ag以前 电极失电子惰性电极 pt au 石墨 阴离子放电 注意 一 fe3 cu2 二 电镀时 受离子浓度影响ag hg2 fe3 cu2 pb2 fe2 zn2 h 1 写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电极反应式 2 写出以铜棒作电极电解氯化铜溶液的电极反应式 阳极 c 2cl 2e cl2 阴极 c 2h 2e h2 阳极 cu cu 2e cu2 阴极 cu cu2 2e cu 电解含氧酸 强碱溶液 活泼金属的含氧酸盐溶液 实质是电解水 电解后溶液中溶质的质量分数增大 若要恢复原来的浓度 加水 ph值三种变化 电解质先电离成离子 向两极移动 分别在两极得失电子 电解无氧酸溶液 除氢氟酸 不活泼金属的无氧酸盐溶液 实质是电解电解质本身 电解后溶质的质量分数减小 若要恢复原来 需加入一定量的溶质 ph值变化 电解不活泼金属的含氧酸盐 是电解水和电解质 电解后溶质的质量分数减小 若要恢复原来 需加入一定量金属氧化物 ph值减小 电解活泼金属的无氧酸盐溶液 是电解水和电解质 电解后溶质的质量分数减小 若要恢复原来 需通入一定量的hx等 ph值增大 1 用两支惰性电极插入500mlagno3溶液中 通电电解 当电解液的ph值从6 0变为3 0时 设电解时阴极没有氢气析出 且电解液在电解前后体积变化可以忽略 电极上析出银的质量大约是 a 27mgb 54mgc 108mgd 216mg b a 2 用石墨作电极电解100mlh2so4和cuso4的混合溶液 通电一段时间后 两极均收集到2 24l气体 标准状况下 原混合溶液中cu2 的物质的量浓度为 a 1mol lb 2mol lc 3mol ld 4mol l 1 铜的电解精炼 3 电极反应式 4 阳极上比铜不活泼的金属 沉积于阳极底部 成为阳极泥 可以提炼金 银等贵重金属 概念 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程 电镀池形成条件 电镀的特点 电镀液的组成及酸碱性基本保持不变 为了使镀层致密 坚固 光滑 还要采取一些措施 1 镀件进行抛光和清洗 使镀件洁净 光滑 2 电镀液的离子浓度始终保持恒定 常将电镀液制成络合物 3 电镀时 要不断搅拌 并控制温度 电流 电压 使电镀液ph在一定范围内 在电镀工业的废水中常含有剧毒物质 如氰化物 重金属离子等 减少电镀污染的途径 1 电镀废水经过处理 回收其中有用成分 把有毒有害物质的浓度降低到符合工业废水的排放标准 2 改进电镀工艺 尽量使用污染少的原料 如采用无氰电镀等 阅读了解 3 电解饱和氯化钠溶液 电解前应除去食盐溶液中的ca2 mg2 so42 等杂质离子 4 铝的冶炼 1 电解alcl3溶液能否得到单质铝 2 电解熔融状态的alcl3能否得到单质铝 3 为了降低al2o3的熔点 加入什么 4 电解al2o3的电极反应和电解总式 冶炼其它活泼金属 钾 钙 钠 镁等 练习1 在50ml0 2mol l的硫酸铜溶液中插入两个电极 通电电解 不考虑水分蒸发 则 若两极均为铜片 试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化 若阳极为纯锌 阴极为铜片 阳极反应式是 如果两极均为铜片且不考虑h 在阴极上放电 当电路中有0 01mol电子通过时 阴极增重g 阴极上的电极反应式是 不变 0 32 zn 2e zn2 cu2 2e cu 2 利用反应 设计一个原电池装置 1 画出装置图 2 标明电极材料和电解质溶液 3 写出电极反应 3 将两支惰性电极插入500mlcuso4溶液中 接通电源 1 写出电极反应式 阳极 阴极 2 当两极上析出1 6gcu时 设电解时阴极没有氢气放出 且电解液在电解前后体积变化忽略不计 则电解后溶液的ph是 3 经一段时间后 两极均能得到11 2l气体 标准状况 则原cuso4溶液的物质的量浓度是 4 若将经过 3 以后的溶液恢复原来的浓度 需要向溶液中加入mol的 1 1mol l 0 5 cuo 全国 以惰性电极电解cuso4溶液 若阳极上产生的气体的物质的量为0 0100mol 则阳极上析出cu的质量为 a 0 64gb 1 28gc 2 56gd 5 12g广东 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池负极反应为 ah2 2oh 2h2o 2e bo2 4h 4e 2h2och2 2h 2e do2 2h2o 4e 4oh b c 江苏 某同学按右图所示的装置进行电解实验 下列说法正确的是 a 电解过程中 铜电极上有h2产生b 电解初期 主反应方程式为 cu h2so4cuso4 h2 c 电解一定时间后 石墨电极上有铜析出d 整个电解过程中 h 的浓度不断增大 bc 广东 三氧化二镍 ni2o3 可用于制造高能电池 其电解法制备过程如下 用naoh调nicl2溶液ph至7 5 加放适量硫酸钠后进行电解 电解过程中产生的cl2在弱碱性条件下生成clo 把二价镍氧化为三价镍 以下说法正确的是 a可用铁作阳极材料b电解过程中阳极附近溶液的ph升高c阳极反应方程式为 2cl 2e cl2d1mol二价镍全部转化为三价镍时 外电路中通过了1mol电子 cd 原电池与电解池的结合 池及电极的判断方法 有一极能与电解液反应则该极为原电池 该极负极 与之相连的为电解池的阴极 若都能反应 则活泼性最强的或两极差