专题十八电解原理及其应用

,化学基本理论,电解原理及应用,目标解读,1、了解电解池的构成，理解电解原理2、掌握常见离子在阴阳两极上的放电顺序，能够准确判断两极的产物及变化，能够正确书写电极反应及总反应方程式3、了解氯碱工业的反应原理，了解电镀池及铜的电解精炼的工作原理,1电解(1)定义：使电流通过电解质溶液或熔融的电解质而在引起反应的过程。(2)特点：电解是不可逆的；电解质导电过程就是电解过程。2电解池把电能转化为能的装置。,3电解池的组成和工作原理(用惰性电极电解CuSO4溶液)(1)电极名称与电极反应：与电源正极相连的为，发生氧化反应，电极反应式：；与电源负极相连的为，发生反应，电极反应式：。,阴、阳两极,氧化还原,化学,阳极,4OH4e=O22H2O,阴极,还原,2Cu24e=2Cu,1能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转化成化学能电解是把化学能转化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，必然导致氧化还原反应的发生ABCD答案：D,巩固练习：,电极产物的判断,特别提醒(1)Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔化状态下放电。(2)电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程，是化学变化。(3)在水溶液中，高价含氧酸根和活泼金属离子一般不放电，而是OH和H放电。,C,1以惰性电极电解电解质溶液的规律,电解规律及计算,1.氯碱工业,电解原理的应用,（电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气的工业）,阳极：,2Cl-2e-=Cl2,阴极：,2H+2e-=H2,总反应：,2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2,离子交换膜法制烧碱,2、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）,阳极：镀层金属阴极：待镀金属制品电镀液：含有镀层金属的电解质,阳极：纯铜板阴极：待镀金属制品电镀液：含有Cu2+的电解质（硫酸铜溶液）,电镀铜,3.铜的电解精炼,电极反应式阴极（纯铜）:Cu2+2e-=Cu阳极（粗铜）:Cu-2e-=Cu2+,Zn-2e-=Zn2+Ni-2e-=Ni2+Fe-2e-=Fe2+,阳极泥:相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,思考：电解精炼铜时，若阴极得到电子为2NA个，则阳极质量减少是否为64克？,阳极主要反应,（四）.电解法冶炼金属：对于活泼的金属单质，如：锂、钠、钙、镁、铝等等，由于难有还原剂从它们的化合物中还原出来,采用电解法几乎是得到它们的唯一方法。,电解,2Al2O3(熔融)=4Al+3O2,其中，Na3AlF6在电解时作熔剂，以降低Al2O3的熔化所需要的温度,电解,电解,MgCl2(熔融)=Mg+Cl2,NaCl(熔融)=2Na+Cl2,Na3AlF6,（天津高考12）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+2e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D,感悟高考,电极反应式的书写,例：电化学法制备高铁酸钠（Na2FeO4）采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，写出阳极产生高铁酸钠的电极反应式：。,电极反应式的书写,Fee-=FeO42-,6,+8OH-,+4H2O,较为先进的制备高氯酸铵(AP)的方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸，再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵。写出由次氯酸电解制备高氯酸的阳极反应式：。,HClO-6e-+3H2O=ClO4-+7H+,电极反应式的书写,用铂板作阳极，铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。,写出电解槽中阳极和阴极的电极反应式。阳极：阴极：,2H2O+2e-=H2+2OH-,MnO42-e-=MnO4-,电极反应式的书写,练习1、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液中，通电电解。当溶液的pH值由60下降到20(电解过程中溶液体积变化忽略不计)，阴极析出铜的质量(mg)（）163264128练习2、用惰性电极电解M(NO3)的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是A.B.C.D.,（三）有关电解的计算电子守恒规律应用,练习3、1LK2SO4、CuSO4的混合溶液中，c（SO42-）=2molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中c（K）为A0.5molL1B1molL1C1.5molL1D2molL1,D,练习4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3