高中化学123 电解池的工作原理及应用 课件 苏教版选修4

1、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、 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:,S2IBrCl 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+；

3、(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 2eCl2,阴极 (C)：2H+ +2e H2 ,阳极 (Cu)： Cu 2eCu2+,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

4、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、27mg B、54mg C、108mg D、216mg,B,A

5、,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 （ ） A1mol/L B2mol/L C3 mol/L D4 mol/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

6、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

7、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50mL 0.2mol/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 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,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500m

8、L CuSO4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1.6g Cu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0.0100 mol，则阳极上析出Cu的质量为( ) A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12g 广东科学家近年来

9、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:() A H22OH2H2O2e B O24H4e2H2O C H22H2e D O22H2O4e4OH,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+H2SO4 CuSO4+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,B C,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：2Cl2eCl2 D 1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。,C D,【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