氧化还原反应

1、氧化还原反应 有关概念有关概念 判断化学反应是否为氧化还原反应判断化学反应是否为氧化还原反应 判断氧化还原反应中的氧化剂，还原剂，氧化产物，判断氧化还原反应中的氧化剂，还原剂，氧化产物，还原产物还原产物 标明电子的转移方向和数目标明电子的转移方向和数目 配平配平 物质的氧化性、还原性判断及强弱比较物质的氧化性、还原性判断及强弱比较 和物质的量结合进行计算和物质的量结合进行计算 有关概念有关概念原子或离子失电子（化合价升高）的过程 原子或离子得电子（化合价降低）的过程 （指反应物） 得到电子的物质，在反应时所含元素的化合价降低。 （指反应物）失去电子的物质，在反应时所含元素的化合价升高。还原还原

2、: : 氧化氧化: : 氧化剂氧化剂： 还原剂还原剂： （指生成物） 还原剂失去电子被氧化后的产物（指生成物） 氧化剂得到电子被还原后的产物 元素化合价改变，（即在反应前、后元素的化合价有变化，且升高价数一定等于降低价数） 在反应过程中发生电子转移，氧化剂得电子，还原剂失电子，且得失电子总数相等。 氧化产物: 氧化还原反应的实质： 还原产物： 氧化还原反应的特征: 判断化学反应是否为氧化还原反应判断化学反应是否为氧化还原反应化合价是否改变。判断依据：判断依据：这就转化为如何计算元素的化合价：（方法：记不变算可变）计算原则：计算原则：（1）单质的化合价为零。 （2）化合物中，元素正、负化合价的代

3、数和为零。（3）非金属元素和氧元素结合显正化合价（除F外）（4）非金属元素和氢元素结合显负化合价。特例：特例： （1）有单质参加的化合反应是氧化还原反应。 （2）有单质生成的分解反应是氧化还原反应。（3）置换反应是氧化还原反应。（4）复分解反应不是氧化还原反应。练习：1、标出下列带点元素的化合价。 +6 H 2 S O4 Na 2 S O3 +4 O2 0K Mn O4 +7 K2 Cr2 O7 +6N H4 N O3 +5-32、氧化还原反应的本质是（ ）A、原子和离子之间的重新组合 B、物质的得氧和失氧C、元素的原子或离子的电子转移 D、元素的化合价升高或降低C3、下列反应中，属于氧化还原

4、反应的是( )A、CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O B、CaO+H2O=Ca(OH)2C、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu D、CaCO3=CaO +CO2 高温高温C判断氧化还原反应中的判断氧化还原反应中的氧化剂，还原剂，氧化产物，还原产物氧化剂，还原剂，氧化产物，还原产物分析法：双线桥法（表示同种元素在反应前后得失电子的情况）方法：还原剂 化合价升高 失电子 被氧化 发生氧化反应 氧化产物 同一元素 同一元素氧化剂还原产物化合价降低 得电子 被还原 发生还原反应 推论：练习：（2）3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O（1） Zn + H2

5、SO4 = ZnSO4 + H2化合价降低化合价降低 得电子得电子 被还原被还原 发生还原反应发生还原反应化合价升高化合价升高 失电子失电子 被氧化被氧化 发生氧化反应发生氧化反应还原剂还原剂氧化产物氧化产物化合价升高化合价升高 失电子失电子 被氧化被氧化 发生氧化反应发生氧化反应化合价降低化合价降低 得电子得电子 被还原被还原 发生还原反应发生还原反应氧化剂氧化剂还原产物还原产物附注：常见的氧化剂、还原剂常见的氧化剂、还原剂 常见的氧化剂常见的氧化剂 ：活泼的非金属单质，如O2、X2等；氧化性含氧酸，如HNO3、浓H2SO4、HClO等；高价含氧酸盐，如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3

6、等；某些高价氧化物，如SO3、MnO2等；某些金属阳离子，如Ag+、Hg2+、Fe3+、Sn4+等；还有王水、Na2O2等。 常见的还原剂常见的还原剂 ：活泼的金属，如Na、Mg、Al、Zn、Fe等；含低价元素的化合物，如H2S、HI、HBr、NH3等；某些低价态氧化物，如CO、SO2、NO等；一些低价含氧酸及其盐，如H2SO3、Na2SO3、H2C2O4等；还有一些处于低价态的金属阳离子，如Fe2+、Sn2+等；某些非金属单质，如C、Si、H2等。标明电子的转移方向和数目标明电子的转移方向和数目电子数的计算：化合价的改变量*原子个数1、双线桥法：、双线桥法：例1: 2Al + 6HCl =

7、2AlCl3 + 3H2失6e-得6e-失3e-改变量3*原子个数2=6Al0Al+3H +1H20得1e-改变量1*原子个数6=6（1） 2KMnO4 + 16HCl(浓) =2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O失10e-得10e-练习：（2） Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O （4）Fe3O4 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3+ NO2+ 5H2O （3）2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 失1e-得1e-得4e-失4e-失1e-得1e-2、单线桥法：、单线桥法： 表示反应物氧化剂和还原剂间电子转移的方向和数目 （方向从还原

8、剂至氧化剂） 例1：Cu + 4HNO3（浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu例2：还原剂还原剂氧化剂氧化剂2e-2e-还原剂还原剂氧化剂氧化剂 通过练习，让学生掌握计算转移电子数的方法和计算技巧。并提示转入电子数的应用（即配平）配平 步骤： （1）标出改变化合价的元素化合价 （2）分析电子的得失情况 （3）求得失电子的最小公倍数即为该氧化还原反应所转移的电子数。 （4）求参加氧化还原反应的原子个数。 （5）调整并守恒依据：在氧化还原反应中，得失电子数必然相等。化合价升高(失电子)总数 = 化合价降低(得电子)总数K2Cr2O7

9、+ HCl KCl + CrCl3+ Cl2 + H2O 例1：Fe2O3 C Fe+ CO2 +300+4FeFe0+3得3e-C0+4C失4e-最小公倍数：1244332433例2：+6+3-10CrCr+6+3得3e-Cl-1Cl20失2e-最小公倍数：6226316223+8147物质的氧化性、还原性物质的氧化性、还原性判断及强弱比较判断及强弱比较 1. 物质氧化性、还原性判断物质氧化性、还原性判断 单质：金属还原性； 非金属氧化性，也有还原性 化合物：一种元素形成的不同的价态的化合物。 处于最高价只有氧化性； 处于中间价既有氧化性，又有还原性； 处于最低价只有还原性。 反应：氧化剂，

10、氧化产物具有氧化性 还原剂，还原产物具有还原性说明：由于氧化还原反应一发生，则其反应方向应是从反应物 生成物 故反应物的性质比生成物的性质强 氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性还原剂的还原性还原产物的还原性金属活动顺序：Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H +） 强性得弱产物K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au “金属性” 金属性逐渐减弱 还原性逐渐减弱 失电子能力逐渐减弱“非金属性” 非金属性逐渐减弱 氧化性逐渐减弱 得电子能力逐渐减弱K+Fe3+Hg2+Ag+Cu2+题型：1、判断一个氧化还原反应是否发生有ABCD

11、（还原性顺序）氧化性强弱顺序有XYZW则可能发生多少个氧化还原反应 答案：A+X；A+Y；B+X；D+Y2、判断氧化性（或还原性）强弱顺序化学反应：（1）2Fe3+2I-=2Fe2+I2 （2）Br22Fe2+=2Fe3+2Br-由上述反应可以推断氧化剂的氧化性强弱顺序（ ）ABr2Fe3+I2 BFe3+Br2I2 CI2Br2Fe3+ DBr2I2Fe3+A和物质的量结合进行计算和物质的量结合进行计算该氧化还原反应转移电子数（2个电子）由于发生氧化还原反应，则该反应所转移的电子数不变，也属于氧化还原反应的基本属性。故所转移的电子数也为已知条件所以在反应中转移10mol电子，是该反应电子数的

12、5倍，因而生成氢气的物质的量为5mol，所以标准状况下的氢气体积为22.4L/mol*5mol=112L（1 1）利用转移电子数计算：）利用转移电子数计算：例例1：在：在Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 的反应中，若该反应转的反应中，若该反应转移的电子数为移的电子数为10mol，求在标准状况下最多生成氢气的体，求在标准状况下最多生成氢气的体积为多少？积为多少？Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H22e-分析：（2 2）求氧化剂和还原剂的物质的量之比或）求氧化剂和还原剂的物质的量之比或氧化产物和还原产物的物质的量之比氧化产物和还原产物的物质的量之比5N:3N=5:3例例1：在：在5NH

13、4NO3=2HNO3+4N2+9H2O的反应中，发生的反应中，发生氧化反应的氮原子与发生还原的氮原子数的个数比是（ ） 发生发生氧化反应的氮原子 5NH4+ 5N发生还原反应的氮原子 3NO3- 3N分析：（3 3）求被氧化或被还原的物质的物质的量之比）求被氧化或被还原的物质的物质的量之比分析：被还原的硫酸的硫原子与还原产物SO2的硫原子相等例2：在实验室用MnO2 和浓盐酸反应制取氯气中，150克某软锰矿石中MnO2 的质量分数为78%，与足量浓盐酸反应，求被氧化盐酸的物质的量为多少？分析：被氧化盐酸的氯原子与氧化产物Cl2的氯原子相等A 例例1：在反应Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO

14、22H2O中，若有64g Cu参加反应，被还原的硫酸的物质的量为（ ）A1mol B2mol C3mol D4mol 原电池原电池电解池电解池概概念念能量能量转化转化借助借助氧化还氧化还原反应原反应而产而产生生的装的装置置。借助借助引引起起氧化还原氧化还原反应反应的装置的装置化学能化学能 转化转化为为电能电能电能电能转化为转化为化学能化学能一、原电池一、原电池构成原电池的基本条件是什么？构成原电池的基本条件是什么？ （1 1）必须自发进行氧化还原反应必须自发进行氧化还原反应 （3 3）两个电极必须插入两个电极必须插入电解质溶液中电解质溶液中或或熔融熔融 的电解质中的电解质中；（4 4）两个电极

15、必须两个电极必须相连相连并形成并形成闭合回路闭合回路。（2 2）必须有必须有两种活泼性不同的两种活泼性不同的导电材料导电材料作电极；作电极；把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。比较项目比较项目正极正极负极负极电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出金属活泼性金属活泼性相对不活泼相对不活泼相对活泼相对活泼电极反应电极反应 Nm+ + me- = N(还原反应还原反应)M - ne- = Mn+(氧化反应氧化反应) 电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变一般：减小一般：减小离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该极移向该极 M-n

16、e=Mn+产生电流产生电流失失e-沿导线转移沿导线转移 Nm+me=N负负极极正正极极阴离子阴离子阳离子阳离子ee综述1 1、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；2 2、电子由负极流向正极，电流方向是由正极、电子由负极流向正极，电流方向是由正极流到负极（外电路）。流到负极（外电路）。用用AlAl、CuCu作电极，如何使作电极，如何使CuCu作负极，作负极，AlAl作正极？作正极？浓硝酸作电解液浓硝酸作电解液用用MgMg、AlAl作电极，如何使作电极，如何使AlAl作负极，作负极，M

17、gMg作正极？作正极？NaOHNaOH作电解液作电解液思考思考原电池原理的应用原电池原理的应用(2)比较金属的活泼性；比较金属的活泼性；构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性 正极正极(3)加快某些化学反应的反应速率；加快某些化学反应的反应速率；(1)制做化学电源；制做化学电源；(4)金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀（一）金属腐蚀（一）金属腐蚀1.1.概念：概念：金属或合金与周围接触到的气体或液体进金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。行化学反应而腐蚀损耗的过程。2.

18、2.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗3.3.金属腐蚀的分类：金属腐蚀的分类：化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较项目比较项目化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀发生条件发生条件共同点共同点是否构成原电池是否构成原电池有无电流有无电流实质实质化学腐蚀化学腐蚀与与电电化学腐蚀化学腐蚀的比较的比较电化学电化学腐蚀腐蚀比比化学腐蚀化学腐蚀普遍得多普遍得多金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质直接发生化学反应

19、直接发生化学反应不纯金属跟接触的电解不纯金属跟接触的电解质溶液发生原电池反应质溶液发生原电池反应无电流无电流无原电池无原电池构成无数微小原电池构成无数微小原电池有弱电流有弱电流金属被腐蚀金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀比较项目比较项目析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件发生条件电电极极反反应应负极负极正极正极总反应总反应钢铁表面吸附的水膜酸钢铁表面吸附的水膜酸性较強时性较強时Fe - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- = H2Fe+ 2H+ = Fe2+ H2钢铁表面吸附的水膜酸

20、钢铁表面吸附的水膜酸性较弱或呈中性时性较弱或呈中性时Fe - 2e- = Fe2+O22H2O4e-=4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe(OH)3Fe2O3xH2O(铁锈铁锈)+(3-x)H2O吸氧吸氧腐蚀腐蚀比比析氢析氢腐蚀腐蚀普遍得多普遍得多金属的防护金属的防护方方 法：法：1.1.改变金属的内部组织结构（如制不锈钢）改变金属的内部组织结构（如制不锈钢）2.2.在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖保护层：（1）在表面刷一层油漆；）在表面刷一层油漆；（2）在表面涂上机油；）在表面涂上机油；（3）在表面镀一层其他耐腐蚀金属；）在表

21、面镀一层其他耐腐蚀金属；（4）在表面烧制搪瓷）在表面烧制搪瓷 ；（5）使金属表面形成致密的氧化膜）使金属表面形成致密的氧化膜 。3 3. .电化学保护法电化学保护法 ：（1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法 （2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法 不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关：金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关：1）与构成微电池的材料有关，）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，两极材料的活动性差别越大，电

22、动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快；越快；2）与金属所接触的电解质强弱有关，）与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般说来可用下列原则判断：一般说来可用下列原则判断：（电解原理引起的腐蚀）原电池原理引起的腐蚀（电解原理引起的腐蚀）原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀二、常见的化

23、学电池二、常见的化学电池干电池干电池电极电极: :ZnZn为负极为负极, ,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和和淀粉糊淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，吸收正极产生的粉末，吸收正极产生的H H2 2，防止产生极化现象。，防止产生极化现象。电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):(Zn):ZnZn2e2e- -ZnZn2 2正极：正极：2MnO2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- - = Mn = Mn2 2O O3 3 + 2NH + 2NH3 3 +H +H2 2O O银锌电池银锌电池Zn

24、Zn为负极为负极,Ag,Ag2 2O O为正极为正极 电解液电解液: KOH: KOH溶液溶液电极反应式电极反应式: : 负极负极: :ZnZn2OH2OH2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正极正极: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH总反应式总反应式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2铅蓄电池铅蓄电池: : 电极：电极：PbPb为负极为负极, PbO, PbO2 2为正极为正极. . 电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 电极反应式电极反应式:

25、 :放电时：放电时： 负极负极(Pb) (Pb) ： PbPbSOSO4 42-2-2e2e- -PbSOPbSO4 4 正极正极(PbO(PbO2 2) ) PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 22e2e- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O总电池反应总电池反应: : PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O充电时：充电时： 阴极阴极(Pb)(Pb)： PbSOPbSO4 4 2e2e- - PbPbSOSO4 42-2- 阳极阳极(PbO(PbO2 2) ) PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e-

26、-PbOPbO2 24H4HSOSO4 42 2总电解反应总电解反应: :2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 4通电通电铝铝空气空气海水电池海水电池负极：负极：4Al -12e4Al -12e- - 4Al4Al3+3+正极：正极：3O3O2 2 + 6H+ 6H2 20 + 12e0 + 12e- - 120H120H- -电池总反应式为：电池总反应式为：4Al+3O4Al+3O2 2+6H+6H2 20=4Al0=4Al( (OHOH) )3 319911991年，我国首创以铝年，我国首创以铝- -空气空气- -海水为材料组成

27、的新型海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质燃料电池燃料电池 (1)电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极 (2)电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液 (4)反应原理反应原理: 正极正极: 2H2+4OH 4e-4H2O 负极负极: O22H2O 4e-4OH 总反应：总反应：2H2O22H2O 电极反应：负极：电极反应：负极：CH4 + 10OH- 8e = CO32- + 7H2O 正极：正极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 总反应式：总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3

28、H2O 以甲烷作燃料的燃料电池以甲烷作燃料的燃料电池 电极为金属铂，电解质为电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。，在两极分别通入甲烷和氧气。组成电解池的条件组成电解池的条件：(1)外接直流电源外接直流电源(2)电极电极(金属或惰性电极金属或惰性电极)(3)电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质 (4)形成闭合回路形成闭合回路 阳极阳极 氧化反应氧化反应 阴极阴极 还原反应还原反应e-e-电解池电解池比较项目比较项目阴极阴极阳极阳极与电源连接与电源连接接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出电极反应电极反应 N

29、m+ + me = N(还原反应还原反应)Rn ne= RM ne= Mn+(氧化反应氧化反应) 电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变减小或不变减小或不变离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该极移向该极阳阳极极阴阴极极 阴离子阴离子阳离子阳离子氧化反应氧化反应还原反应还原反应 Nm+me-=NeeRnneR4OH4e2H2OO2非惰性电极：非惰性电极：M-ne-=Mn+（电极本身溶解）（电极本身溶解）电子流电子流动方向动方向电解质溶液电解质溶液电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极电源正极电源正极电解池阳极电解池阳极 在惰性电极上离子放电顺序：在惰性电极上

30、离子放电顺序： 阴极阴极(与电极材料无关与电极材料无关)：Ag+Fe3+ Cu2+ H+Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 得到电子得到电子 由易到难由易到难 阳极阳极(与电极材料有关与电极材料有关)：在水溶液中在水溶液中SOSO4 42-2-，NONO3 3- -等不会放电。等不会放电。 金属金属 S2-I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F- 失去电子由易到难失去电子由易到难电极反应电极反应 阳极阳极 活泼金属作电极活泼金属作电极 由电极本身失电子由电极本身失电子 R - ne = Rn+惰性电极惰性电极 溶液中较易失电子的溶液中较易失

31、电子的 阴离子优先放电阴离子优先放电阴极阴极 一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电 Rn+ + ne = R 电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断Rn- - ne = R （Pt、Au、石墨）、石墨）1、分清四个电极名称2、列出阳极附近溶液有大量的阴离子，阴极附近有大量的阳离子3、比较放电顺序（是否是活泼金属阳极，离子的活动性强弱顺序）4、写出电极反应小结：小结：用惰性电极电解电解质溶液的规律用惰性电极电解电解质溶液的规律（1）电解水型）电解水型（NaOHNaOH、H H2 2SOSO4 4、K K2 2SOSO4 4等）的电解等）的电解阴极：阴极：4H

32、+ + 4e- 2H2阳极：阳极：4OH- - 4e- O2 + 2H2O总反应式：总反应式： 2H2O 2H2 + O2电解电解（2）分解电解质型）分解电解质型（HCl、CuCl2等）溶液的电解等）溶液的电解阴极：阴极：Cu2+ + 2e- Cu阳极：阳极：2Cl- - 2e- Cl2总反应式：总反应式： CuCl2 Cu + Cl2电解电解（3）放氢生碱型）放氢生碱型（NaCl、MgBr2）溶液的电解）溶液的电解阴极：阴极：4H+ + 4e- 2H2阳极：阳极：2Cl- - 2e- Cl22NaCl + 2H2O 2NaOH +H2 +Cl2电解电解（4）放氧生酸型）放氧生酸型阴极；阴极；

33、2Cu2+ + 4e- 2Cu阳极：阳极：4OH- - 4e- O2 + 2H2O（CuSO4、AgNO3等）溶液的电解等）溶液的电解总反应：总反应：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4电解电解电解原理的应用电解原理的应用铜的电解精炼铜的电解精炼粗铜粗铜纯铜纯铜 CuSO4溶液溶液阳极：阳极：粗铜粗铜阴极：阴极：纯铜薄片纯铜薄片电解质溶液：电解质溶液：CuSO4溶液（加入一定量的溶液（加入一定量的H2SO4）Cu2e= Cu2+ 比铜活泼的杂质也会同时失去电比铜活泼的杂质也会同时失去电子而溶解：子而溶解：Zn2e= Zn2+ Fe2e= Fe2+ Ni2e= Ni2+

34、 比铜不活泼的杂质（比铜不活泼的杂质（Au、Ag）不会溶解）不会溶解而从阳极上脱落下来而形成而从阳极上脱落下来而形成阳极泥阳极泥。Cu2+ 2e= CuCuSO4溶液的浓度基本保持不变。溶液的浓度基本保持不变。提炼金、银等贵重金属。提炼金、银等贵重金属。 电镀铜电镀铜阳极：阳极：铜片铜片阴极：阴极：待镀铁制品待镀铁制品Cu2e= Cu2+Cu2+ 2e= CuCuSO4溶液的浓度保持不变。溶液的浓度保持不变。实验结果：实验结果：在铁制品上镀上了一层铜在铁制品上镀上了一层铜利用电解原理在某些金属的表面镀上一利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的过程叫薄层其它金属或合金的过程叫电镀

35、电镀。电镀电镀电镀的目的：电镀的目的：（1）增强防锈抗腐能力；）增强防锈抗腐能力；（2）增加美观和表面硬度。）增加美观和表面硬度。阳极阳极镀层金属镀层金属:MneMn阴极阴极镀件镀件: MnneM电解液电解液:含镀层金属阳离子的盐溶液含镀层金属阳离子的盐溶液电镀槽电镀槽特特点点（1）阳极本身溶解；）阳极本身溶解；（2）电解液浓度保持不变。）电解液浓度保持不变。离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱阳极：阳极： 钛网（涂有钛、钌等钛网（涂有钛、钌等氧化物涂层）氧化物涂层）阴极：阴极：碳钢网碳钢网 只允许阳离子通过，能阻止只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过阴离子和气体通过将电解槽隔成阴极室和阳

36、极室。将电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜：阳离子交换膜：阳极室放出阳极室放出Cl2；阴极室放出阴极室放出H2并生成并生成NaOH食盐水的精制。食盐水的精制。粗盐粗盐泥沙泥沙CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+SOSO4 42 2等杂质等杂质混入产品，导致产品混入产品，导致产品不纯不纯生成生成Mg(OH)2、Fe(OH)3等沉淀，堵塞膜孔。等沉淀，堵塞膜孔。如何除去粗盐水中的杂质？如何除去粗盐水中的杂质？ 试剂：试剂：BaCl2 溶液、溶液、Na2CO3 溶液、溶液、NaOH 溶液、溶液、HCl 溶液溶液粗盐水粗盐水NaOHBaCl2Na2CO3过滤过滤适量适量HCl除除M

37、g2+、Fe3+除除SO42-除除Ca2+及过及过量量Ba2+滤去泥沙滤去泥沙及沉淀及沉淀除过量的除过量的OH、CO32阳离子交换树脂阳离子交换树脂精盐水精盐水少量少量Ca2+、Mg2+1、Na2CO3必须在必须在BaCl2之后之后2、加入盐酸在过滤之后、加入盐酸在过滤之后电解法测定阿伏加德罗常数电解法测定阿伏加德罗常数【例题】【例题】某学生试某学生试图用电解法根据电极图用电解法根据电极上析出物质的质量来上析出物质的质量来测定阿佛加德罗常数测定阿佛加德罗常数值，其实验方案的要值，其实验方案的要点为：点为：用直流电电用直流电电解氯化铜溶液，所用解氯化铜溶液，所用仪器如右图：仪器如右图：在电在电流

38、强度为流强度为I安培，通安培，通电时间为电时间为t秒钟后，秒钟后，精确测得某电极上析精确测得某电极上析出的铜的质量为出的铜的质量为m克。克。试回答：试回答：(1)连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同）柱的英文字母表示。下同）E接接 ，C接接 ， 接接F。实验线路中的电流方向为实验线路中的电流方向为 C 。 (2)写出写出B电极上发生反应的离子方程式电极上发生反应的离子方程式 ； G试管中淀粉试管中淀粉KI溶液变化的现象为溶液变化的现象为 ；相应；相应的离子方程式是的离子方程式是 。 D A B F B A D E 2Cl

39、2e=Cl2 变蓝色变蓝色 Cl2+2I=2Cl+I2 (3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是步骤的先后顺序应是 。（选填下列操作步骤的编号）（选填下列操作步骤的编号）称量电解前电极质量称量电解前电极质量 刮下电解后电极上的铜并清洗刮下电解后电极上的铜并清洗用蒸馏水清洗电解后电极用蒸馏水清洗电解后电极 低温烘干电极后称量低温烘干电极后称量 低温烘干刮下的铜后称量低温烘干刮下的铜后称量 再次低温烘干后称量至恒重再次低温烘干后称量至恒重 (4)已知电子的电量为已知电子的电量为1.610-19库仑。试列出阿佛库仑。试列出阿佛加德罗

40、常数的计算表达式：加德罗常数的计算表达式： NA 。 19-101.62Itm64 有关电解的计算有关电解的计算原则原则: 电化学的反应是氧化一还原反应电化学的反应是氧化一还原反应,各电各电极上转移电子的物质的量相等极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电无论是单一电池还是串联电解池池还是串联电解池,均可抓住均可抓住电子守恒电子守恒计算计算.关键关键: 电极名称要区分清楚电极名称要区分清楚. 电极产物要判断准确电极产物要判断准确. 各产物间量的关系遵循电子得失守恒各产物间量的关系遵循电子得失守恒. 例例 用下图装置进行电解实验用下图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极均为铂电极),供选择

41、供选择的有的有4组电解液组电解液,要满足下列要求要满足下列要求: 工作一段时间后工作一段时间后A槽槽pH值上升值上升,B槽的槽的pH下降下降.b、c两极上反应的离子的物质的量相等两极上反应的离子的物质的量相等(1)应选择的电解质是上述四组中的第应选择的电解质是上述四组中的第_组组(2)该组电解过程中各电极上的电极反应为该组电解过程中各电极上的电极反应为a极极_ _ b极极_ _ c极极_ _ d极极_ _(3)当当b极上析出极上析出7.1g电解产物时电解产物时,a极上析出产物的质量为极上析出产物的质量为_g;若若B槽电解质溶液槽电解质溶液500mL，且忽略电解前后电解液的体，且忽略电解前后电解

42、液的体积变化，则此时积变化，则此时B槽中的槽中的H比电解前增加了比电解前增加了_mol/L.44H4e2H24Cl4e2Cl24Ag4e4Ag4OH4e2H2OO20.20.4例：例：用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入1000mL CuSO4溶液，通电电解，当电解液的溶液，通电电解，当电解液的PH由由6.0变变为为3.0时，下列叙述正确的是时，下列叙述正确的是 A、阴极上析出、阴极上析出11.2mL氢气（标况）氢气（标况） B、阴极上析出、阴极上析出32mg铜铜 C、阳极和阴极质量都没有变化、阳极和阴极质量都没有变化 D、阳极上析出、阳极上析出5.6mL氧气（标况）氧气（标况） BD 例：例

43、：按右图装置进行电解（均是惰性电按右图装置进行电解（均是惰性电极），已知极），已知A烧杯中装有烧杯中装有500 mL20的的NaOH溶液，溶液，B烧杯中装有烧杯中装有500 mL pH为为6的的CuSO4溶液。通电一段时间后，在溶液。通电一段时间后，在b电电极上收集到极上收集到28mL气体（标准状况），则气体（标准状况），则B烧杯中溶液烧杯中溶液pH变为（溶液体积变化忽略变为（溶液体积变化忽略不计）不计） （ ） A4 B3 C2 D1C C例：例：将将1L一定浓度的一定浓度的CuSO4溶液，用溶液，用a、b两个石墨两个石墨电极电解电极电解，当当a极上产生极上产生22.4L(标标)气体时气体时

44、，b极上只有极上只有固体析出。然后将固体析出。然后将a、b两电板反接，继续通直流电，两电板反接，继续通直流电，b板上又产生板上又产生22.4L(标标)气体，溶液质量共减少气体，溶液质量共减少227g。(1)a极上产生极上产生22.4L(标标)气体时，气体时，b极增加的质量；极增加的质量；(2)原溶液的物质的量浓度。原溶液的物质的量浓度。(1)解：解：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2阳极：阳极：mO2=1mol32g/mol=32g；阴极阴极增加增加：mb=2mol64g/mol=128g；溶液减少：溶液减少：m(1)=160g(2)电源反接后，电源反接后，b为

45、阳极为阳极：先：先Cu放电，后放电，后OH-(水电水电)放电，放电， a 为阴极为阴极：先：先Cu2+放电，后放电，后H+ (水电水电)放电，放电，可细分为三个阶段：可细分为三个阶段： 电镀铜电镀铜，此阶段，此阶段m=0电解硫酸铜溶液电解硫酸铜溶液，设有，设有xmolO2生成：生成： 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2 2xmol 2xmol xmol此阶段溶液减少：此阶段溶液减少： m=160 x g 电解硫酸溶液，其本质电解硫酸溶液，其本质是水电解是水电解： 2H2O = 2H2 + O2 2ymol 2ymol ymol，溶液减少：溶液减少：m=36y g

46、x+y=1，160+160 x+36y=227 X=0.25，y=0.75CCuSO4=(2+20.25)mol1L=2.5molL-1例例5工业上为了处理含有工业上为了处理含有Cr2O72- 酸性工业废水，采用下面的处理酸性工业废水，采用下面的处理 方法，往工业废水中加入适量的方法，往工业废水中加入适量的NaCl，以铁为电极进行，以铁为电极进行 电解，经过一段时间后，有电解，经过一段时间后，有Cr(OH)3 和和Fe(OH)3 沉淀生成，沉淀生成， 工业废水中铬的含量已低于排放标准工业废水中铬的含量已低于排放标准, 请回答下面问题：请回答下面问题：1. 两极发生的电极反应：两极发生的电极反应

47、：2. 写出写出Cr2O72-变为变为Cr3+的离子方程式：的离子方程式：3工业废水由酸性变为碱性的原因：工业废水由酸性变为碱性的原因：4能否改用石墨电极？说明原因。能否改用石墨电极？说明原因。 阳极：阳极：Fe 2e =Fe2+, 阴极：阴极：2H+ + 2e = H2Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2OH+不断放电不断放电, Cr2O72- 与与Fe2+反应中消耗反应中消耗H+, 打破了水的电离平衡打破了水的电离平衡, 使溶液中使溶液中OH- H+不能不能, 阳极产生阳极产生Cl2, 得不到得不到Fe2+，缺少还原剂，缺少还原剂, 不

48、能使不能使Cr2O72- 变为变为Cr3+生成生成Cr(OH)3沉淀而除去沉淀而除去电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液既要考虑既要考虑“质质”又要考虑又要考虑“量量”.例如例如:电解电解CuSO4溶液：溶液： 抓住溶液的变化抓住溶液的变化若加入若加入CuO、Cu(OH)2，均能与，均能与H2SO4反应生成反应生成CuSO4. CuOH2SO4CuSO4H2O Cu(OH)2H2SO4CuSO42H2O比较比较、消耗的消耗的H2SO4、生成的、生成的CuSO4、H2O即可知道即可知道:加加入入1mol Cu(OH)2能与能与1mol H2SO4反应能生成反应

49、能生成1mol CuSO4和和2molH2O.不符合电解时的相关物质的比例不符合电解时的相关物质的比例.若改加若改加CuO，则很合适则很合适.思考思考2： 如何确定所加物质的量如何确定所加物质的量?(惰性电极惰性电极)分析：分析： 由于两极上通过的电子数相等由于两极上通过的电子数相等,故阴、阳两故阴、阳两极产物的物质的量间一定满足确定的关系极产物的物质的量间一定满足确定的关系.因而加入因而加入物与其也有一定关系物与其也有一定关系.例如例如: 电解含电解含0.4mol CuSO4溶液一段时间后，阳极溶液一段时间后，阳极上生成上生成2.24L气体气体(S.T.P),则应加入则应加入CuO多少克？多少克？(用用惰性电极惰性电极) 解析解析 O2 2CuO 1mol 2mol 0.1mol 0.2mol m(CuO)0.28016(g) 故加入故加入16g CuO即能恢复即能恢复例