電解原理.ppt

1、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,第二單元,電解池的工作原理與應(yīng)用,電解原理,一、電解原理,1、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。,2、電解池：,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,3、形成電解池的條件,理解：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是電解,與電源相連的兩個(gè)電極,電解質(zhì)溶液或熔化的 電解質(zhì),形成閉合回路,4、電極的判斷,陰極：,與電源負(fù)極相連，電子流出，發(fā)生還原反應(yīng),陽(yáng)極：,與電源正極相連，電子流入，發(fā)生氧化反應(yīng),陰極,陽(yáng)極,5、電極反應(yīng)式：,陰極：,陽(yáng)極：,2Cl- 2e- Cl2,Cu2+ 2e- Cu,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),陽(yáng)、氧、正,6、陰陽(yáng)離子移動(dòng)：,陰離子,陽(yáng)離子,陽(yáng)極 陰極,陰

2、極 陽(yáng)極,閉合回路,二、離子放電順序(惰性電極),陰極：_電子，發(fā)生_反應(yīng)，離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。,得,還原,氧化性,常見(jiàn)陽(yáng)離子放電順序：,Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+,陽(yáng)極：_電子，發(fā)生_反應(yīng)，離子_越強(qiáng)，反應(yīng)越容易。,失,氧化,還原性,當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極(石墨、鉑、金)時(shí),常見(jiàn)陰離子放電順序：,S2- I- Br-Cl- OH- 含氧酸根F-,練習(xí)：完成下列溶液的電極反應(yīng)(以石墨為電極電解),硫酸溶液： 鹽酸： NaOH溶液: CuBr2溶液： KCl溶液： CuSO4溶液： Na2SO4溶液：,陽(yáng)極：4OH4e2H2O +O2,陰極：4H+ +4e2H2 ,硫酸溶

3、液、NaOH溶液、Na2SO4溶液：,電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如NaOH、H2SO4、K2SO4）的電解,鹽酸、,CuBr2溶液：,陽(yáng)極：2Cl- 2e- Cl2,陰極： 2H+ +2e- H2 ,陽(yáng)極： 2Br- 2e- Br2,陰極： Cu2+ 2e- Cu,電解電解質(zhì)型：無(wú)氧酸、不活潑的無(wú)氧酸鹽（如HCl、CuCl2）溶液的電解,陽(yáng)極：4OH-4e-2H2O +O2,陰極：2Cu2+ + 4e2Cu,陽(yáng)極 (C)：2Cl- 2e-Cl2,陰極 (C)：2H+ +2e- H2 ,KCl溶液：,CuSO4溶液：,電解質(zhì)和水同時(shí)被電解型 A、放氫生堿型：活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（

4、如NaCl、MgBr2)溶液的電解 B、放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4、AgNO3）溶液的電解,硫酸溶液： 鹽酸： NaOH溶液: CuBr2溶液： KCl溶液： CuSO4溶液： Na2SO4溶液：,以石墨為電極電解下列水溶液，若想恢復(fù)到原來(lái)濃度，應(yīng)加入什么物質(zhì)？,H2O,H2O,H2O,電解水型,電解水型,電解水型,電解電解質(zhì)型,電解電解質(zhì)型,HCl,CuBr2,電解質(zhì)和水同時(shí)被電解,CuO,HCl,恢復(fù)到原來(lái)濃度：少什么加什么,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(gè)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(shuō)明

5、電解過(guò)程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化 。 2)若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)極反應(yīng)式是 。 3)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,1.28,Zn 2eZn2+,Cu2+ +2eCu,陽(yáng)極為非惰性電極時(shí)：一般電極失電子，參加反應(yīng)。,M - ne- Mn+,四、電解應(yīng)用：,1、活潑金屬的制備,特別活潑的金屬鈉、鎂、鋁等只能通過(guò)電解的方法制取,為什么不電解鈉、鎂、鋁的鹽溶液？,AlCl3？,MgO？,鋁 電 解 槽,2、氯堿工業(yè),+,-,精制飽和NaCl,淡鹽水,Cl2,H2,NaOH溶液,H2O含少量NaOH,Cl-

6、,Cl2,H2,OH-,Na+,Na+交換膜,電解飽和食鹽水的原理示意圖,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,陽(yáng) 陰,H+從何來(lái)？,3、銅的電解精煉,粗銅：含雜質(zhì)(Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等),陽(yáng)極：,Zn - 2e- = Zn2+ Fe - 2e- = Fe2+ Ni - 2e- = Ni2+ Cu - 2e- = Cu2+,Zn Fe Ni Cu Ag Au,陰極: Cu2+ + 2e- = Cu,陽(yáng)極泥,問(wèn)：電解完后，CuSO4溶液的濃度有何變化？,硫酸銅溶液,4、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(guò)程。,2）裝置,硫酸銅溶液,陽(yáng)極：

7、,Cu2e- = Cu2+,陰極：,Cu2+ 2e- = Cu,3）電鍍材料的選擇：陰極鍍件 陽(yáng)極鍍層金屬 電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液,4）電鍍的結(jié)果，電鍍液的濃度保持不變,電離與電解的比較,電解質(zhì)溶于水 或熔化狀態(tài)下,電解質(zhì)電離后, 再通以直流電,電解質(zhì)電離成為 自由移動(dòng)的離子,陰陽(yáng)離子定向移動(dòng), 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(chǔ)上,正極 負(fù)極,還原反應(yīng),氧化反應(yīng),還原反應(yīng),氧化反應(yīng),先從負(fù)極導(dǎo)線正極,負(fù)極導(dǎo)線陰極 陽(yáng)極導(dǎo)線正極,陰極,陽(yáng)極,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,原電池與電解池的比較,2.用惰性電極電解飽

8、和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時(shí)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(xí)：,1.在電解水時(shí),常加入一些稀硫酸,其目的是 A.使溶液酸性增強(qiáng) 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(qiáng),C,D,3. 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的C(H+)。,Cu2+得電子數(shù)+ H+得電子數(shù)= OH-失電子總數(shù),解析：陽(yáng)極 4OH-4e- =2H2O+O2,陰極 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2,n(Cu2+)2+0.52=0.54,n(Cu2+)=0.5mol,Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L,4.在25時(shí).將兩個(gè)鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后在陰極逸出a摩氣體，同時(shí)析出w克Na2SO410H2O晶體，若溫度不變，此時(shí)剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 （ ）,A. B.,C. D.,5.在25時(shí),將兩個(gè)銅電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后在陰極逸出a摩氣體，同時(shí)析出w克Na2SO410H2O晶體，若溫度不變，此時(shí)剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是,6.用兩支惰性電極插入50mLA