高二化学电解原理的应用2.ppt

1、二、电解原理的应用,电解饱和食盐水反应原理,思考: （1）饱和食盐水中存在哪些离子？在电场中如何运动？ （2）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象? （3）怎样初步检验两极产物的生成? （4）结合教材，分析产生这种现象的原因？,在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源,实验装置,1.电解食盐水,现象： 阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝 阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红,阳极：2Cl-2e- =Cl2 阴极：2H+2e- =H2 总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2 (条件:通电),实验装置,离子的放电顺

2、序：,（2） 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序,放电由易到难,放电由易到难,请注意记笔记哟！,阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。,（1）活泼金属（如Ag、Cu、Fe、Zn ）做阳极材料，金属在 阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。,阳极：,S 2-SO32-I -Br -Cl -OH -NO3 -SO42-(等含氧酸根离子）F-,阴极:,无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：,Ag+Fe3+Cu2+H+（酸）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca+K

3、+,1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢气的是（ ） A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH,2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水的量都发生变化的是（ ） A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH,练习,B,BC,电解饱和食盐水反应原理装置图,阴极： 阳极： 总反应：,2H+ + 2e- H2,2Cl- -2e- Cl2,上述装置的弱点：,1.H2和Cl2 混合不安全 2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的 NaOH不纯,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含

4、少量NaOH）,离子交换膜,阳极室,阴极室,1、生产设备名称：离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网(有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 2、离子交换膜的作用： (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量,3、以石墨作电极分别电解下列溶液，,1、 Na2S溶液,2、AgNO3溶液,以上溶液，电解后碱性增强的有 ， 电解后酸性增强的有 。,1，3,2，4,3、 FeCl2溶液,4、 NaHSO4溶液,练习,4 ： 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均

5、产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.,解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即产生H+ 2mol. 阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2转移的电子:0.5 2=1mol,故还有1mole- 用于还原Cu2+,可析出铜为0.5mol.,5： 某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求： 金属M的相对原子质量及 x、n 值； 电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。,Mx+ + xe- = M 0.005mol 0.01mol 0.32g,所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3,产生H+为0.01mol，pH=1,6、右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的,A,小结,电解原理的应用（饱和食盐水) 阳极： 阴极： 惰性电极 阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH） 阴极：阳离子放