第一单元晶体的类型和性质.ppt

1、高三化学,高三化学,第一单元 晶体的类型和性质,第二单元 胶体的性质及应用,第三元 化学反应中的物质变化和能量变化,第四单元 电解原理及其应用,第五单元 硫酸工业,第六单元 化学实验方案的设计,第四元 电解原理及其应用,第一节 电解原理,第二节 氯碱工业,单元小结及练习讲评,一、电解饱和食盐水反应原理,二、离子交换膜法制烧碱,一、电解原理,二、铜的电解精炼,三、电镀铜,四、电解硫酸铜溶液,五、电解水,第四单元 电解原理及其应用,1、原电池构成条件：,两导体连接后同时浸入电解质溶液中。,正极：金属或其它导体，并在导体上发生还原反应；,负极：能发生氧化反应的物质或导体； 如比正极 活泼 的金属，或

2、氢气、甲烷等；,是化学能转变为电能的装置！,（1）两个电极：,【复习原电池】,（2）电解质溶液：,导电作用；一般阴离子移向负极（因负极有阳离子产 生），阳离子移向正极起导电作用或在正极获得电子；,（3）自发地发生氧 化还原反应：,电极本身参加氧化反应： 如CuZn原电池,电极本身不参加氧化反应： 如H2、O2燃烧电池,2、原电池的工作原理：,负极给出电子 （发生氧化反应）,正极得到电子 （发生还原反应）,电解质离子定向移动导电 阴离子移向负极 阳离子移向正极,（Zn） （H+）,（H2、CH4） （O2）,3、电极反应及总反应：,CuZn原电池：,负极：Zn 2e = Zn2+ 正极：2H+

3、+ 2e = H2 总反应式：Zn + 2H+ = Zn + H2,氢气燃烧电池： 酸性条件：负极：2H2 4e = 4H+ 正极：O2 + 4e + 4H+ = 2H2O,氢气燃烧电池： 碱性条件：负极：2H2 4e +4OH = 4H2O 正极：O2 + 4e +2H2O = 4OH,电极反应：,负极：还原剂e氧化产物 （氧化反应）,正极：氧化剂+e还原产物 （还原反应）,e-,单击电子流动,一、电解原理：,1、电解氯化铜溶液：,【实验41】电解CuCl2溶液；并检验Cl2,（1）实验现象及结论：,装CuCl2溶液,CuCl2晶体的溶解是电离？溶液中有几种离子？,分别插入碳棒，取出观察；连

4、接后插入溶液， 取出观察,接通直流电源后插入，取出观察，并检验气体；,铜生成于阴极碳棒，氯气产生于阳极碳棒；,装置图,第一节 电解原理,（2）电解原理：,通电前：CuCl2 = Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；,通电后：Cu2+移向阴极得到电子，Cl移向阳极 失去电子；,电极反应：,阳极：2Cl 2e = Cl2（氧化反应）,阴极：Cu2+ 2e = Cu（还原反应）,如图,如图,2、电解：,使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的程，叫做电解。,3、构成电解池的条件：,是电能转变为化学能的装置！,直流电源；,与电源负极相连的电极为阴极,与电源正极相连的电

5、极为阳极,阴、阳电极,电解质溶液或熔融电解质；,4、电解池的工作原理：,电子从电源负极给出,电子进入电解池的 阴极,阳离子得电子 （发生还原反应）,阳离子移向阴极而导电,阴离子移向阳极而导电,电子流回电源正极,阴离子（或非惰性电极）失电子（发生氧化反应）,电子从电解池的阳极流出,电解原理工作示意图,5、放电顺序：,阴极：氧化性强的离子先得电子,金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；H(水),金属（除Pt、Au外）S2IBrCl OH(水)NO3SO42F,阳极：还原性强的金属或离子先失电子,阴极：Ag+Hg2+Cu2+H+(水)Pb2+Fe2+,电解质溶液,原电池与电解池的比较,Cu2+,oo

6、oooooooooooooooooo, , ,阴极,阳极,Cu,Cl2,电解氯化铜溶液实验装置,e-,e-,单击电子流动,通电前,通电后,通电前后溶液里离子移动示意图,粗铜,纯铜,二、铜的电解精炼：,1、电解精炼铜的装置：,e-,纯铜作阴极，粗铜作阳极；,e-,e-,单击电子流动,2、电解精炼铜原理：,粗铜的溶解与纯铜的生成：,阳极（粗铜）：Cu 2e- = Cu2+ 阴极（纯铜）： Cu2+ + 2e- = Cu,比铜活泼的金属：Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；,比铜不活泼的金属：Au.Pt.不溶解，而以单质沉积 形成阳极泥；,电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变；,例 在500gCuSO4

7、溶液中，一极为铁，一极为含杂质锌 均匀的粗铜；通电一段时间后切断电源，取出电极， 此时铁极析出7.04g铜，电解质溶液增重0.02g，求粗 铜中含锌的质量分数。,解： Cu2Zn2 m 1mol 1mol 1g x x 0.02g,Zn溶解为0.02mol65gmol1=1.3g 溶液中Cu2析出0.02mol64gmol1=1.28g,锌的质量分数为：,三、电镀铜：,1、电镀铜的装置：,【实验42】,镀件作阴极，镀层金属作阳极， 含镀层金属离子的电解质配成电镀液；,2、电镀铜的原理：,阳极（镀层金属）：Cu2e- = Cu2+ 阴极（镀件）： Cu2+ + 2e- = Cu 电镀液浓度不变；

8、,四、电解CuSO4溶液：用惰性电极,写出电极反应式及电解方程式；分析溶液PH 的变化、溶液减少的量是？,又如：Cu(NO3)2、AgNO3,例（90MCE）将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进 行电解，通电一段时间后，某电极增重0.064g(不考虑其 它反应及溶液体积的变化）。此时溶液中氢离子浓度约 为（ ） A 4103molL1 B 2103molL1 C 1103molL1 D 1107molL1,Cu2+ 2H+,/0.5L = 4103molL1,五、电解水（Na2SO4溶液）：用惰性电极,只让水的H(水) 、OH(水) 放电,放电顺序在Cl 以后的阴离子、Cu2 以前的阳

9、离子 所组成的酸、碱、盐溶液，但阳极用惰性电极 （Pt、Au、C等）,如电解：H2SO4 、NaOH 、Na2SO4 等；并分析其 pH变化？,第二节 氯碱工业,一、电解饱和食盐水反应原理：,【实验43】电解饱和食盐水,现象：,阳极产生Cl2,阴极产生H2 和酚酞变红,【问题】,写出是极反应式，电解总反应方程式； 为什么NaOH 在阴极区产生？P56页 若产生1molH2，则产生Cl2、 NaOH各几g? 电子转移几mol?,装置,电极反应及总反应：,阳极反应：2Cl2e Cl2（氧化反应） 阴极反应：2H+ + 2eH2（还原反应）,阴极区,阳极区,二、离子交换膜法制烧碱：,1、离子交换膜电

10、解槽的组成：,由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交 换膜、电解槽框和导电铜棒等组成； 每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成；,装置,2、阳离子交换膜的作用：,将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na+）通过，而阻止阴离子（Cl、OH）和气体通过。 可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2与NaOH反应。,3、食盐的精制：,（1）粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜；,（2）杂质的除去过程：,粗盐水,含少量Ca2+.Mg2+,精制盐水,Na+,oooooooooooooooooooo,ooooooooooooo

11、oooooooooo,电解饱和食盐水实验装置,H+,OH,ooooooooooooooooooooooo,e-,e-,单击电子流动,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,离子交换膜,原电池,电子从负极流向正极； 负极发生氧化反应，正极发生还原反应；,两导体连接后同时浸入电解质溶液中。,单元小结及练习讲评,正极：金属或其它导体，并在导体上发生还原反应；,负极：能发生氧化反应的物质或导体； 如比正极 活泼 的金属，或氢气、甲烷等；,电解池,外接电源的阴、阳极导体连接后插入电解质溶液中,电子从负极流向阴极，经溶液中的离子导电后，

12、由阳极流回电源正极； 阴极发生还原反应，阳极发生氧化反；,电镀池,应用电解原理，要求镀件在阴极，镀层金属作阳极，电解质溶液（电镀液）含镀层金属离子,电解质溶液导电作用；一般阴离子移向负极（因 负极有阳离子产生），阳离子移向正极起导电作用或在 正极获得电子；,金属越不活泼的对应阳离子越容易得电子；H(水),金属（除Pt、Au外）S2IBrCl OH(水)NO3SO42F,放电顺序,电解质变化，溶剂不变：CuCl2、HCl,电解原理应用,电解溶质和水：NaCl、CuSO4、AgNO3,电解水：Na2SO4、H2SO4 、NaOH,电解质和溶剂均不变：电解精炼铜、电镀,熔融电解：NaCl、MgCl2 、Al2O3,关系式：,O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH PH,计算及pH变化,例：用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L,A,阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol,则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A,例：某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为2