電解原理的應用

1、電解原理的應用1陰極： 得電子，發(fā)生還原反應，離子氧化性越強，反應越容易。常見陽離子放電順序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+陽極：失電子，發(fā)生氧化反應，離子還原性越強，反應越容易。當陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時,常見陰離子放電順序：S2- I- Br - Cl- OH- 含氧酸根 F-當陽極為金屬電極(除鉑、金)時，金屬電極優(yōu)先放電。2分析下圖，屬于電解池的有練習3 分析電解Na2SO4溶液的本質，書寫電極反應式和總反應式? 陽極區(qū)和陰極區(qū)的PH是如何變化？整個溶液的PH如何變化？如何復原？如果用銅連正極，鐵連負極？PHPH加水可復原陽極：4OH- -4

2、e- = 2H2O + O2 陰極：4H + 4e- = 2H2 總的方程式：2H2O = 2H2 +O2 通電復原規(guī)律：少什么加什么思考？PH不變4如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液時其電極反應式為：陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極： 4H+ +4e2H2 總反應：2H2O O2 +2H2 電解 電解后溶液中溶質的質量分數增大，若要恢復原來的濃度，只需加入一定量的水即可。用惰性電極電解電解質溶液規(guī)律(1)電解水型：5如電解鹽酸、CuCl2溶液等 電解后溶液中溶質的質量分數減小，若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(通入一定量的HCl氣體)陽極： 2Cl

3、2eCl2陰極： 2H+ +2e H2 總反應：2HCl Cl2 + H2 電解電解鹽酸(2)電解本身：6如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極 ： 4OH4e2H2O +O2陰極： 2Cu2+ +4e2Cu總反應： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 電解 電解后原溶液中溶質的質量分數減小，若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液(3)放氧生酸型：少什么加什么7如電解NaCl、KCl、MgCl2 、AlCl3 溶液等。 電解后原溶液中溶質的質量分數減小，若要恢復原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl氣體。陽極 (C)： 2Cl 2eCl2

4、陰極 (C)： 2H+ +2e H2 總反應：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解(4)放氫生堿型：少什么加什么8惰性電極1.電解水型：2.電解電解質型3.放O2生酸型：4.放H2生堿型：復原規(guī)律：少什么加什么9三、非惰性電極電解情況：例：在50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插入兩個電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則：1）若兩極均為銅片，試說明電解過程中溶液溶質濃度將怎樣變化 。2)若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應式是 。3)如果兩極均為銅片且不考慮H+在陰極上放電當電路中有0.01mol電子通過時，陰極增重 g，陰極上的電極反應式是 。不變1.28Zn 2eZn

5、2+Cu2+ +2eCu陽極為非惰性電極時：一般電極失電子，參加反應。M - ne- Mn+101、活潑金屬的冶煉（1）鈉的制取（2）鎂的制?。?）鋁的制取 2NaCl 2Na+Cl2 MgCl2 Mg+Cl2 2Al2O3 2Al+3O22、氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水總反應：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 電解為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？AlCl3？MgO？ 電解應用112、氯堿工業(yè)+-精制飽和NaCl淡鹽水Cl2H2NaOH溶液H2O含少量NaOHCl-Cl2H2OH-Na+Na+交換膜2H+2e-=H22Cl-2e-=Cl2陽 陰H+從何來？總反應：2NaCl+2H2

6、O2NaOH+ Cl2 + H2 電解123.銅的電解精煉純銅為陰極， 以CuSO4溶液為電解液陰極： Cu2+ +2eCu其特點是電解質溶液的濃度基本上不變。 犧牲陽極！粗銅純銅粗銅為陽極：含雜質(Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等)- 2e- = Zn2+- 2e- = Fe2+- 2e- = Ni2+- 2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 陽極泥問：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？134、電鍍1）定義：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。2）裝置硫酸銅溶液陽極：Cu2e- = Cu2+陰極：Cu2+ 2e- = Cu 3）電鍍材料的選擇

7、：陰極鍍件 陽極鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液4）電鍍的結果，電鍍液的濃度保持不變銅鍍件14電離與電解的比較電解質溶于水或熔化狀態(tài)下電解質電離后,再通以直流電電解質電離成為自由移動的離子陰陽離子定向移動,在兩極上放電CuCl2 Cu2+2Cl- CuCl2 Cu+Cl2電解電解必須建立在電離的基礎上15正極 負極還原反應氧化反應還原反應氧化反應先從負極導線正極 負極導線陰極 陽極導線正極陰極陽極將化學能轉化為電能將電能轉化為化學能原電池與電解池的比較16原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律1、無外接電源， 可能是原電池：依據原電池的形成條件判定， “三看” 電極：兩極為導體且活潑性不同 電解

8、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，兩極插入電解質溶液中，可能是電解池或電鍍池：當陽極金屬與電解質溶液中的金屬陽離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。172.用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時間后 （ ）A.溶液的pH變大B.c(Na+)與c (CO32-)的比值變大C.溶液濃度變大，有晶體析出D.溶液濃度不變，有晶體析出鞏固練習：1.在電解水時,常加入一些稀硫酸,其目的是A.使溶液酸性增強 B.使溶液中離子濃度增大C.加快電解的速率 D.使溶液的氧化性增強CD183. 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極

9、均產生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的C(H+)。Cu2+得電子數+ H+得電子數= OH-失電子總數解析：陽極 4OH-4e- =2H2O+O2 陰極 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2n(Cu2+)2+0.52=0.54n(Cu2+)=0.5molCu2+2H+ C(H+)=1mol/L192：如圖所示，x,y為直流電源的兩極，z溶液通電后，a極質量增加，b極有無色無味氣體放出，則符合的有 ( )A z溶液 x ya b 203：用陽極X,陰極Y電解Z的水溶液，通電一段時間后，加入W，能使溶液恢復的有（ )C214.在如下的裝置中進行電解，并已知鐵極的質量減小11.2克。（

10、1）A是電源的 極（2）電解過程中，電路中通過 摩電子（3）Ag極的電極反應是 ；析出物質是 克（4）Cu(a)的電極反應是 ；（5）Cu(b)的電極反應是 。22（2）對該裝置的有關敘述正確的是A. P是電源的正極B. F極上發(fā)生的反應為：4OH- - 4e-=2H2O+O2C.電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外， 其余電極均參 加了反應D.通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變B 鞏固練習1如圖所示：通電后A極上析出Ag (1) 判斷電源以及甲、乙、丙三池中的電極名稱，并分別書寫電極反應式231.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現a極板質量增加,b極板處有無色無

11、臭氣體放出,符合這一情況的A 練 習242. 根據金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但選擇恰當電極材料 和電解液進行電解，這個反應就能變?yōu)楝F實。下列四 種電極材料和電解液中，能實現該反應最為恰當的是B25 電解計算電子守恒法例一 ： 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時間,兩極均產生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質的量.解析：陽極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽極轉移電子的物質的量為: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mo

12、l,即產生H+ 2mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol. 26O22Cu4Ag4H2H22Cl24OH計算關系式：例二 ： 用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時間后，兩極均收集到2.24L（標況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質的量濃度為（ ） A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/LA陽極O2為0.1mol，電子為0.4mol則H2為0.1mol，所以Cu為0.1m

13、ol，濃度為A27電解池、電解精煉池、電鍍池的比較將電能轉變成化學能的裝置。應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。兩電極接直流電源電極插人電解質溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負極電鍍液須含有鍍層金屬的離子陽極：電源正極相連陰極：電源負極相連陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件陽極：氧化反應陰極：還原反應陽極：氧化反應陰極：還原反應應用電解原理將不純的金屬提純的裝置。不純金屬接電源正極純的金屬接電源負極電解質溶液須待提純金屬的離子陽極：不純金屬；陰極：純金屬陽極：氧化反應陰極：還原反應28例下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是 A B C D D29練：1LK2SO4,CuSO4的混合溶液中