高二化學(xué)課件電解池的工作原理及應(yīng)用

1、電解池的工作原理及其應(yīng)用電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)與電源正極相連的電極上有氣泡析出，刺激性氣味,能使?jié)駶?rùn)淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；與電源負(fù)極相連的電極上有紅色物質(zhì)析出CuCl2溶液CC思考:1.通電前溶液中有哪些離子?如何運(yùn)動(dòng)?2.通電后如何運(yùn)動(dòng)?3.產(chǎn)生什么現(xiàn)象?為什么? 一、電解原理電解:使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電流是發(fā)生反應(yīng)的動(dòng)力(使不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)順利進(jìn)行)陰陽(yáng)離子做定向移動(dòng)的導(dǎo)電過(guò)程,也就是兩極發(fā)生氧化還原的過(guò)程,即電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程即為電解過(guò)程電流是直流電。在電解過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。二、電解池：1、定義：電能轉(zhuǎn)化為的化學(xué)能的裝置2、形成電解池的條件： 與

2、電源相連的兩個(gè)電極 電解質(zhì)溶液或熔化電解質(zhì) 形成閉合回路3、電極名稱： 陰極:與電源負(fù)極相連,進(jìn)電子,還原反應(yīng) 陽(yáng)極:與電源正極相連,出電子,氧化反應(yīng)4、電極材料 惰性電極：C、Pt、Au不發(fā)生反應(yīng) 活性電極：Ag及以前金屬，作陽(yáng)極則溶解陽(yáng)離子得電子或陰離子失電子使離子電荷降低的過(guò)程叫做放電。 5、電解時(shí)離子放電順序陰極:陽(yáng)離子放電，金屬活動(dòng)順序的反順序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+陽(yáng)極:S2IBrCl OH含氧酸根F 活性電極(Ag以前)，電極失電子惰性電極(Pt、Au、石墨)，陰離子放電注意(一)Fe3+ Cu2+；(二)電鍍時(shí)：受離子濃度影響 Ag+Hg2+F

3、e3+Cu2+Pb2+Fe2+Zn2+ H+1、寫(xiě)出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應(yīng)式2、寫(xiě)出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應(yīng)式練習(xí)陽(yáng)極 (C)： 2Cl 2eCl2陰極 (C)：2H+ +2e H2 陽(yáng)極 (Cu)： Cu 2eCu2+ 陰極 (Cu)： Cu2+ +2e Cu 6、電解規(guī)律(用惰性電極電解)電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液 實(shí)質(zhì)是電解水； 電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，若要恢復(fù)原來(lái)的濃度，加水。 pH值三種變化電解質(zhì)先電離成離子，向兩極移動(dòng)，分別在兩極得失電子。電解無(wú)氧酸溶液(除氫氟酸)、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液。 實(shí)質(zhì)是電解電解質(zhì)本身. 電解后溶

4、質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來(lái)，需加入一定量的溶質(zhì) pH值變化電解不活潑金屬的含氧酸鹽是電解水和電解質(zhì)。電解后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,若要恢復(fù)原來(lái),需加入一定量金屬氧化物。 pH值減小電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液是電解水和電解質(zhì)電解后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來(lái)，需通入一定量的HX等。pH值增大1、用兩支惰性電極插入500mLAgNO3 溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是 （ ） A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgBA 2、用石墨作電極電解 100mLH2SO4和

5、 CuSO4的混合溶液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），原混合溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為 （ ） A1mol/L B2mol/L C3 mol/L D4 mol/L三、電解原理的應(yīng)用1、銅的電解精煉粗銅含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅CuSO4溶液粗銅的精煉 粗銅做陽(yáng)極，純銅做陰極， CuSO4溶液做電解液(3)電極反應(yīng)式(4)陽(yáng)極上比銅不活潑的金屬，沉積于陽(yáng)極底部，成為陽(yáng)極泥，可以提煉金、銀等貴重金屬2、電鍍概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過(guò)程。電鍍池形成條件+鍍件鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液鍍件作陰極鍍層金屬作陽(yáng)極含鍍

6、層金屬陽(yáng)離子的鹽溶液作電解液電鍍的特點(diǎn)電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變?yōu)榱耸瑰儗又旅?、?jiān)固、光滑，還要采取一些措施：(1)鍍件進(jìn)行拋光和清洗，使鍍件潔凈、光滑；(2)電鍍液的離子濃度始終保持恒定，常將電鍍液制成絡(luò)合物；(3)電鍍時(shí)，要不斷攪拌，并控制溫度、電流、電壓，使電鍍液pH在一定范圍內(nèi)。 在電鍍工業(yè)的廢水中常含有劇毒物質(zhì)，如氰化物、重金屬離子等， 減少電鍍污染的途徑： (1)電鍍廢水經(jīng)過(guò)處理，回收其中有用成分，把有毒有害物質(zhì)的濃度降低到符合工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn).(2)改進(jìn)電鍍工藝,盡量使用污染少的原料.如采用無(wú)氰電鍍等閱讀了解稀3、電解飽和氯化鈉溶液電解前應(yīng)除去食鹽溶液中的Ca2+、Mg2

7、+、SO42- 等雜質(zhì)離子4、鋁的冶煉（1）電解AlCl3溶液能否得到單質(zhì)鋁？（2）電解熔融狀態(tài)的AlCl3能否得到單質(zhì)鋁？（3）為了降低Al2O3的熔點(diǎn)，加入什么？（4）電解Al2O3的電極反應(yīng)和電解總式？冶煉其它活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂等）練習(xí)1：在50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則：若兩極均為銅片，試說(shuō)明電解過(guò)程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化 。若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)極反應(yīng)式是 。如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電，當(dāng)電路中有0.01mol電子通過(guò)時(shí)，陰極增重 g，陰極上的電極反應(yīng)式是 。不變0.32Zn 2eZn2+Cu2+ +2

8、eCu2、利用反應(yīng)，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。（1）畫(huà)出裝置圖（2）標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液（3）寫(xiě)出電極反應(yīng)3、將兩支惰性電極插入500mL CuSO4溶液中，接通電源（1）寫(xiě)出電極反應(yīng)式： 陽(yáng)極： 陰極：（2）當(dāng)兩極上析出1.6g Cu時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣放出，且電解液在電解前后體積變化忽略不計(jì)），則電解后溶液的 pH是（3）經(jīng)一段時(shí)間后，兩極均能得到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度是 （4）若將經(jīng)過(guò)（3）以后的溶液恢復(fù)原來(lái)的濃度，需要向溶液中加入 mol的（1）1mol/L0.5CuO全國(guó)以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽(yáng)極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.0100

9、mol，則陽(yáng)極上析出Cu的質(zhì)量為( ) A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12g廣東科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為:()A H22OH2H2O2e B O24H4e2H2OC H22H2e D O22H2O4e4OHBC江蘇某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是( ) A電解過(guò)程中，銅電 極上有H2產(chǎn)生 B電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu+H2SO4 CuSO4+H2 C電解一定時(shí)間后， 石墨電極上有銅析出 D整個(gè)電解過(guò)程中，H的濃度不斷增大B C廣東三氧化二鎳（Ni2O3

10、）可用于制造高能電池，其電解法制備過(guò)程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加放適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說(shuō)法正確的是( )A 可用鐵作陽(yáng)極材料B 電解過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高C 陽(yáng)極反應(yīng)方程式為：2Cl2eCl2D 1mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)了1mol電子。C D【原電池與電解池的結(jié)合】池及電極的判斷方法有一極能與電解液反應(yīng)則該極為原電池、該極負(fù)極，與之相連的為電解池的陰極。若都能反應(yīng)，則活潑性最強(qiáng)的或兩極差距最大的為原電池原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律1、無(wú)外接電源， 可能是原電池：依據(jù)原

11、電池的形成條件判定， “三看” 電極：兩極為導(dǎo)體且活潑性不同 電解液：兩極插入電解液中 回路：形成閉合回路或兩極接觸2、有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，可能是電解池或電鍍池：當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。http:/ http:/ lpu35hln 了。說(shuō)：“我也不知道，自己也沒(méi)招惹過(guò)誰(shuí)啊?！眾嗵ь^看著天空緩緩開(kāi)口：“他們已經(jīng)找到你了，過(guò)不了多久成群結(jié)隊(duì)的暗部涌向這里，我不是他們的對(duì)手。所以你必須走了。”暮雨打了個(gè)冷顫，一臉無(wú)奈說(shuō)：“我也想離開(kāi)啊?！眾嗫粗f(shuō)：“看你那么蠢，我于心不忍，讓我來(lái)拯救你吧?！眾嗬河陙?lái)到瀑布邊，水依然是倒流的，沒(méi)有

12、絲毫改變，只是比起剛才更洶涌，水流更大些。每個(gè)水柱，每幅水簾，沖擊而上，如千萬(wàn)猛獸再向上奔跑。婠青周身青光大作，耀眼至極，亮不刺目，從地下緩緩升入半空之中，全身上下青衣舞動(dòng)。“九天凡塵，以水引之”片刻間，天際烏云頓時(shí)翻涌不止，雷聲轟轟，黑云邊緣不斷有電光閃動(dòng)，在電光強(qiáng)烈照耀之下以如白晝。氣壓沉悶，不禁給人無(wú)比壓抑之感。瀑布的水開(kāi)始像下雨一般一滴一滴漂浮在空中，似雨滴在空氣中靜止一般，暮雨想：牛頓在世會(huì)不會(huì)被氣死呢。晶瑩透明的水柱漂浮在空中珍珠大小，暮雨看見(jiàn)自己映在水滴上，頓覺(jué)神奇。一會(huì)狂風(fēng)大作，所有的水滴匯聚成剛才的巨龜，往前面的樹(shù)林飛去。一路之上，草木磚石，無(wú)不激震飛揚(yáng)，只有當(dāng)中道路，留下深

13、深一道痕跡。婠青拉著暮雨，兩人跟在巨龜后面進(jìn)入山林。這片樹(shù)林似乎有靈性一樣，全都讓開(kāi)一條通道，但見(jiàn)樹(shù)林全是葉子和枝干，根本沒(méi)有見(jiàn)到樹(shù)的身軀和根，無(wú)窮無(wú)盡，一層一層迎面而來(lái)暮雨口干舌燥，心中有些不安。婠青似是看出暮雨心中所想說(shuō)：“這片樹(shù)林其實(shí)是一棵樹(shù)，不過(guò)卻無(wú)窮無(wú)盡，除了我，沒(méi)有妖能進(jìn)入樹(shù)的根部，因?yàn)檫@棵樹(shù)就是我?！辫鴻鍢?shù)說(shuō)完自豪地看著暮雨，似是想要從她的嘴里聽(tīng)到夸獎(jiǎng)的話，可是暮雨什么也沒(méi)有說(shuō)，依舊緊皺著眉頭，不安的樣子。婠青帶著暮雨在空中飛行，水汽不斷地涌向她的臉，又溫又濕，說(shuō)不出來(lái)究竟是舒服，還是難受。不一會(huì)，終于見(jiàn)到了樹(shù)干。暮雨不禁感嘆：“外面那么多枝葉，可看這樹(shù)干似乎與平常的樹(shù)干并沒(méi)有什么兩樣，如果非要找出不同，那就是這棵樹(shù)更加粗壯?！边@棵樹(shù)的樹(shù)干周身布滿苔蘚綠噠噠的，上面還有幾只螞蟻在爬行，這棵樹(shù)五個(gè)成年男子應(yīng)該能夠合抱圍住。婠青笑笑說(shuō)：“可別這么早下結(jié)論啊。”巨龜竟在樹(shù)干前消失不見(jiàn)了。暮雨的嘴巴微微張開(kāi)