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电解池原理及其应用


NaOH 溶液
变大
2H2O
电解
变 大
加 H2O
2H2 ↑ + O2↑
阳极C 氯 气
实例 电极反应
阴极C
盐酸溶液
氢 气
浓度 PH 值 复原
HCl 溶液
阳极:2Cl--2 e- =Cl2↑ 阴极:2H+ + 2 HCl
电解
2e-=H2
减小
增 大
HCl
H2 ↑ +Cl2↑
例题:从H+ 、Cu2+ 、Na+ 、Cl-、SO42五种离子中选出两种离子组成电解质, 按下列要求进行电解,用电解质的化学 式填空(使用惰性电极电解)
3.电极名称: 与电源负极相连的电极为阴极 与电源正极相连的电极为阳极
练习:判断下列装置属于电解池的是( 6、7 )
Cu
4.电子、离子定向移动方向及反应
电子由负极流向阴极,由阳极流回正极
必发生 得电子的 还原反应
电解池
必发生 失电子的 氧化反应
思考
1. 通电前,溶液中有哪些离子?
运动情况如何?
②若碱性溶液,则溶液的pH 增大 , ③若为中性,则pH 不变 。
Hale Waihona Puke 练 习:下图所示装置中,a、b都是惰性电极,通 电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下列说法 正确的是 ( AC ) A.X是正极,Y是负极 B.X是负极,Y是正极 C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的PH值不变
•X Y • Pt Cu a
(2)在阴极,由于
H+ 容易得到电子被还原生成 H2

使H2O 电离向右移动,因此阴极 OHPH 。 增大 阴极方程式: 2H+ + 2e- = H2 。
浓度增大
电解 + Cl 2 + H 2 + 2 NaOH 总化学方式:2 NaCl 2H 2 O ;
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
练习: (2004广东、广西) PH=a的某电解质溶液中, 插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶 液的PH>a,则该电解质可能是( A )
A.NaOH
C.AgNO3
B.H2SO4
D.Na2SO4
小结
分析电解反应的一般思路:
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。
(
三)氯碱工业
通电后,在电场的作用下, Na+、H+ 向阴极移动,
- H O电离出 H+、OH (1)在NaCl溶液中,NaCl电离出 Na+、Cl , 。 2
Cl-、OH-向阳极移动。 Cl在阳极,由于
容易失去电子,被氧化生成 ;
Cl2 。
阳极方程式:
2Cl- - 2e- =Cl2
阳极: Cu
- 2e-
= Cu2+
杂质比铜活泼的Zn、Ni、Fe 等: Zn - 2e- = Zn2+
Ni - 2e- = Ni 2+
Fe - 2e- = Fe2+
活泼性在铜之后的银、金等: 还原性比铜差的,不能失去电子,它们以单质的形式 留在溶液中,成为阳极泥。 阴极: Cu2++ 2e- = Cu
电解池原理及其应用
【复习目标】
1、掌握电解池的概念及原理 2、学会正确书写电极反应及总反应方程式, 掌握常见离子放电的规律。
【复习重点】
电解池的概念及原理
一、电解池原理
1.定义: 电能转化为化学能的装置为电解池.
2.构成
(1)直流电源 (2)电解质溶液或熔融电解质 (3)固体电极材料(活性或惰性)
1、定义: 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄 层其它金属或是合金的过程。 2、目的: 使金属增强抗腐蚀的 能力,增加美观和表面硬度。 3、电镀材料的选择: 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 4、电镀的特点:1)阳极本身参加电极反应 2)电解质溶液的浓度保持不变
(二)铜的电解精炼
总反应:CuCl2
电解
Cl2 ↑+ Cu
5、在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、 H+、OH-,为什么只有Cu2+、Cl-得失电子,而 H+、OH-却不能或很难在两极上得失电子呢? 在阴、阳极上,离子的放电顺序又是怎样的?
5.离子放电顺序及电解产物的判断
(1)阳极上(氧化反应)
活泼金属阳极>S >I >Br >Cl >OH >含氧酸根 (2)阴极上(还原反应) 无论是惰性电极还是金属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+>Hg2+>Fe3+>Cu2+ > H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴 极还原分析得出产物
想一想?
如果要在某铁制品表面镀上一层银, 请你选择合适的电极材料和电镀液,并写 出电极反应方程式。
阴极——某铁制品 阳极——金属银 电镀液——含有硝酸银的溶液 阳极:Ag - e- =Ag+ 阴极:Ag++e- = Ag 溶液中离子浓度不变
二、电解池原理的应用 (一)电镀
( 1 ) 电 解 过 程 中 溶 液 的 pH 增 大 的 有 NaCl 、HCl (2)电解过程中溶液的pH减 _______ 小 的有 CuSO4、H2SO4 (3)电解过程中 溶液的pH不变的有 Na2SO4 。
电解时有何规律?请小结
6.电解过程中溶液pH的变化规律 ( 1 )电解时,只生成 H2 而不生成 O2 , 则溶液的pH 增大 。 ( 2 )电解时,只生成 O2 而不生成 H2 , 则溶液的pH 减小 。 ( 3 )电解时,既生成 H2 又生成 O2 ,则 实际为电解水。 ①若为酸性 pH 减小 ,
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH2.通电后,离子的运动情况有什么改变? 定向运动 阳离子:Cu2+、H+ 移向阴极 阴离子:Cl-、OH-移向阳极 3.当离子定向移动到电极表面时,发生的是 什么类型的反应? 氧化还原反应
无规则动
4、指出该装置中电解池的阴阳极, 写出电极反应式及总反应的化学方 程式。 阳极:2Cl- _ 2e- = Cl2 ↑ 阴极:Cu 2++ 2e- = Cu
2-
上述顺序基本上是金属活动性顺序,越活泼的 金属,其阳离子越难得到电子,但Fe3+氧化性较 Cu2+强。
知识反馈
完成下列溶液的电极反应(以石墨为电极电解) (1)NaOH溶液:
(2)HCl溶液:
阳极C 氧 气
实例
阴极C
NaOH溶液
氢 气
浓度 PH 值 复原
电极反应
阳极: 4OH-_ 4e- = 2H2O+O2 ↑ 阴极: 4H ++ 4e- = 2H2 ↑
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