电解规律电解与电镀ppt课件

.,1,第二节电能转化为化学能,一、电解规律,.,2,(1)阴极:氧化性越强,越易放电(溶液中阳离子得电子)-与电极材料无关.,【知识储备】离子的放电顺序,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(浓度大)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(浓度小)Al3+Mg2+Na+Ca+K+,活性电极S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-,(2)阳极:还原性越强,越易放电(阳极本身或溶液中阴离子失电子)-与电极材料有关.若阳极为活性电极,则阳极本身失电子溶解.若阳极为惰性电极,则溶液中阴离子失电子.,.,3,注意:离子放电顺序与电极材料离子本身的氧化性还原性及离子浓度等因素有关.,(1)离子浓度相同或相近时,由离子的放电顺序确定.,如:用惰性电极电解0.1mol/LAgNO3与0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液,Ag先析出,Cu后析出.,又如:用惰性电极电解0.1mol/LFeCl3和0.1mol/LCuCl2混合溶液,阴极初始反应为:Fe3+e-=Fe2+,开始并没有Cu析出.,(2)离子浓度不同,将影响离子放电顺序.,如:电解1mol/LZnCl2溶液,因C(Zn2+)C(H+),所以Zn2+先放电,.,4,思考：电解含氧酸，如:H2SO4HNO3H3PO4活泼金属含氧酸盐，如:Na2SO4KNO3强碱，如:NaOHKOHCa(OH)2Ba(OH)2,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:4H+4e-=2H2,总反应:2H2O=2H2+O2,电解过程中溶液浓度及PH值如何变化?,溶液浓度增大.,PH值变化有三种情况,含氧酸-减小,活泼金属含氧酸盐-不变,强碱-增大,通电,相当于电解水.阳极产生O2，阴极产生H2,.,5,思考：电解不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4AgNO3等）实质电解什么？,如：电解CuSO4溶液,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:2Cu2+4e-=2Cu,总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4,又如：电解AgNO3溶液,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极：4Ag+4e-=4Ag,总反应：4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3,思考,电解过程中溶液浓度和值如何变化？,浓度减小，值减小,通电,通电,电解质和水同时电解，阳极产物是O2，阴极产物是析出不活泼金属,.,6,思考：电解活泼金属无氧酸盐(如:NaCl等)实质电解什么？,如:电解食盐水,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,总反应:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,思考,电解过程中溶液浓度和PH值如何变化?,溶液浓度减小,PH增大.,通电,电解质和水同时电解.阳极产生非金属,阴极产生H2,.,7,思考：电解无氧酸(如:HCl)不活泼金属无氧酸盐(如CuCl2)实质电解什么？,电解盐酸,阳极：2Cl-2e-=Cl2,阴极：2H+2e-=H2,总反应：2HCl=H2+Cl2,电解CuCl2,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:Cu2+2e-=Cu,总反应：CuCl2=Cu+Cl2,思考,电解过程中溶液的浓度和值如何变化？,溶液浓度减小，值,无氧酸-增大,CuCl2-略减小,通电,通电,实质是电解质本身电解,.,8,用惰性电极电解下列溶液,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:2H+2e-=H2,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:Cu2+2e-=Cu,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,阳极:2Br-2e-=Br2,阴极:2H+2e-=H2,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:Cu2+2e-=Cu,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:Ag+e-=Ag,H2O,HCl,CuCl2,NaClH2O,KClH2O,CuSO4H2O,AgNO3H2O,增大,减小,减小,减小,减小,减小,减小,不变,增大,增大,增大,减小,减小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,HBr,稍小,CuO,Ag2O,H2SO4(aq),NaOH(aq),阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:2H+2e-=H2,H2O,增大,减小,H2O,阳极:4OH-4e-=2H2O+O2,阴极:2H+2e-=H2,H2O,增大,增大,H2O,.,9,（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水。,（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属。,（3）电解活泼金属无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属。,（4）电解熔融物不活泼金属无氧酸盐无氧酸，实际上是电解电解质本身。,电解规律,.,10,电解后溶液的PH变化分析,1、H+和OH-均放电决定原溶液的性质如：电解H2SO4、NaOH、Na2SO42、只有H+放电，而OH-不放电PH增大如：电解HCl、NaCl3、只有OH-放电，而H+不放电PH减小如：电解CuSO44、H+、OH-都不放电考虑水解及气体溶于水的情况如：电解CuCl2（理论派与实验派结论）,.,11,氯碱工业,1反应原理:,阳极:2Cl-2e-=Cl2,阴极:2H+2e-=H2,总反应:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2阴极产物阳极产物,通电,工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOHCl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业.,二、电解原理应用,湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,点燃，听爆鸣声,.,12,2设备-离子交换膜电解槽阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室.阳离子交换膜只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.作用：即能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起烛爆炸又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量和产量.,.,13,电解精炼铜,阳极:粗铜(含少量ZnFeNiAgAu等),阴极:纯铜,电解液:CuSO4溶液(加入一定量的硫酸),阳极:,Cu-2e-=Cu2+,Zn-2e-=Zn2+,Fe-2e-=Fe2+,Ni-2e-=Ni2+,(AuAg沉积下来,形成阳极泥)提炼贵重金属,阴极:,Cu2+2e-=Cu,CuSO4溶液浓度如何变？,变小,.,14,电镀铜,电镀:利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程.,阳极:Cu(镀层金属)Cu-2e-=Cu2+,阴极:待镀金属Cu2+2e-=Cu,电解液:含镀层金属离子的电解质溶液,电解炼铜要记清，粗铜阳极纯铜阴，铜盐溶液电解质，银铂金成阳极泥。,电镀原理记周详，镀件阴极镀层阳，镀层离子电解液，工业实际更优良。,.,15,.,16,电解计算,依据：所有电极上转移电子的物质的量相等电极产物变化量溶液中离子浓度的改变量多池串联时各电极上产物的量阿佛加德罗常数的求算Q=It=eNAn(e-),.,17,2设备:离子交换膜电解槽-由阳极阴极离子交换膜电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室.阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.这样即能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起烛爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量和产量.,.,18,3原料精制:,精制的目的是除去粗盐水中的泥沙Ca2+Mg2+Fe3+SO42-杂质,以免成品混入杂质,同时也可以避免电解过程中产生Mg(OH)2之类的不溶性杂质堵塞隔膜孔隙.最后通过阳离子交换树脂除去少量的Ca2+Mg2+.,精制时加入的试剂顺序