高三化学一轮复习(电解池)
变式训练:电解KI溶液、MgCl2溶液。
写出电极反应及电池反应方程式。
阳极: 2I--2e-=l2
阴极: 2H++2e-=H2 或2H2O+ 2e-= H2 +2OH通电 总反应: 2Kl+2H2O = H2 ↑ + l2 +2KOH
阳极: 2Cl--2e-=Cl2
阴极: 2H++2e-=H2 或2H2O+ 2e-= H2 +2OH通电 总反应: MgCl2+2H2O = H2 ↑ +Cl2 ↑ +Mg(OH)2
三、电解原理的应用
1、氯碱工业
参考教材
结合本节课,请设计一个家庭小实 验制取84消毒液(NaClO)。讨论!
食盐水
(02上海)某学生想制作一种家用环保型消 毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶 液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强 杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对 电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的 是 B A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl 负 B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl 正
一、电解基本概念 参考教材P19
直流电 1.电解定义:在_____的作用下,在两极上 分别 发生氧化反应和还原反应 _______________ 的过程叫做电解。 电能 化学能 电解池:将______转变为_____ 的装置。 2.电极: 阴极:与负极相连 相连,发生 还原 反应。 与正极相连 相连,发生 氧化 反应。 阳极:
D
阳极: 2Cl--2e-=Cl2 阴极: 2H++2e-=H2
a 总反应: 通电 2NaCl+2H2O = H2 ↑ +Cl2 ↑ +2NaOH
1.理解原电池和电解池的工作原 理,能写出常见的简单电极反应 和电池反应方程式。 2.了解常见的化学电源,认识化 学能与电能相互转化的实际意义 及其重要应用。
2、冶金工业
(1)钠的冶炼
2NaCl (熔融)
(2)镁的冶炼
电解
2Na + Cl2 ↑
MgCl2 (熔融)
电解
Mg+Cl2 ↑
(3)铝的冶炼
2Al2O3(熔融)
电解
4Al+3O2↑
3、电镀铜
4、电解精炼铜
Cu(Zn、Ag、Au) 粗铜
①
Cu 精铜 Cu Cu
Zn2+ ② Cu2+
Ag Au CuSO4溶液
电解原理及其应用
1、理解电解池的工作原理 2、能写出常见的简单电极 反应和电池反应方程式 3、认识电解的重要应用
巩固与训练
将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl溶液等体积 混合后,用石墨电极进行电解。
电解过程中,溶液pH随时间t变化的曲线如上图。
则上列说法正确的是: ( C ) A.阳极产物一定是Cl2,阴极产物一定是Cu B.BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2 C.整个过程中阳极先产生Cl2,后产生O2 D.CD段表示阳极上OH-放电破坏了水的电离 平衡,产生了H+
酸 水
2.电解规律 用惰性电极电解下列溶液,根据电解规律填写下表
电解的类型
溶 液 实 例
H2SO4 NaOH Na2SO4
电解液 浓度
增大 减小
生成新物质 原溶质浓度
溶液pH 值
减小 增大 不变 增大
增大 减小
复原 方法
加H2O 通入HCl 通入HCl 加入CuO
电解水 电解电解质
电 解 溶 质 和 水
小魔术:
将一杯无色溶液变 成蓝黑“墨水”!
电解原理及其应用
丹阳市珥陵高级中学化学组 民 于永
(07上海16)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味 实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后 平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字, 会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是 A .铅笔端作阳极,发生还原反应 b B .铂片端作阴极,发生氧化反应 C .铅笔端有少量的氯气产生 D .a点是负极,b点是正极
溶液 电镀液的浓度不变 变化
(2009· 惠州) 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀, 如图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。 (1) a电极的材料应为 ,电极反应式 Fe-2e- ==Fe2+ 。 Fe (2)电解液c可以是 BC A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 苯 (3)d可以是__, 作用是隔绝空气防止Fe(OH)2氧化 , 在加d之前对电解液c应作何简单处理? 加热煮沸,排出溶解的O2 。 (4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是 A.改用稀H2SO4作电解液 BC B.适当增大电源的电压 C.适当减小两极间的距离 D.适当降低电解液的温度 (5)若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀, 再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象是?
HCl
NaCl
放 H2 生 碱 放 O2训练
1.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后, 阴极质量增加的是( ABF ) 电解液的pH减小的是 ( ABD ) 电解液的pH升高的是 ( CF ) 电解液的pH不变的是 ( E ) 两极都有气体产生的是 ( CDE )
A.CuSO4 D.H2SO4
请参考教材22页第6题!
分析与比较
电镀铜 精炼铜
镀层金属作阳极,镀件 粗铜作阳极,精铜作 形成 作阴极,电镀液必须含 阴极,CuSO 溶液作 4 条件 有镀层金属的离子 电解液 电极 反应 阳极 Cu = 阴极 Cu2++2e- = Cu -2eCu2+ 阳极 Zn-2e- =Zn2+ Cu - 2e- =Cu2+等 阴极 Cu2+ + 2e = Cu 溶液中溶质浓度减小
思考与训练
25℃将两个铂电极插入含有一定量硫酸钠的饱 和溶液中进行电解。通电一段时间后,阴极上 析出a mol气体,同时有wgNa2SO4· 2O晶体 10H 析出,若温度不变,则溶液中该溶质的质量分 数为 ( D )
巩固与训练
4、工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4溶液制 KMnO4。 ①电解时,应以 Fe 作阴极, 电解过程中阴极附近溶液pH将会 增大 , ②阳极反应式为 , ③总电解反应式为 。 原电池或电解池的两电极反应式之和即为 总反应式,反之,总反应式减去一电极反应式 即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生 的反应可用该方法解题并检验。不要忘记条件 “电解”。
烟罩
铝 电 解 槽
MnO2和Zn是制造干电池的重要原料,工业上用软锰 矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn的基本步骤为: ⑴ 软锰矿、闪锌矿与硫酸共热: MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O ⑵ 除去反应混合物中的不溶物 ⑶ 电解混合液 下列说法不正确的是 ( A ) A.步骤⑴中MnO2和H2SO4都是氧化剂 B.步骤⑴中每析出12.8g S沉淀共转移0.8mol电子 C.电解时MnO2在阳极处产生 D.硫酸在生产中可循环使用
A
)
用铂电极电解CuSO4 溶液,当Cu2+ 浓 度降低至原来一半时停止通电,若加 入下列物质能使溶液恢复成原来浓度 的是 ( B )
A.无水CuSO4
C.Cu(OH)2
B.CuO
D.CuSO4· 2O 5H
电浮选凝聚法处理污水
阳极: Fe-2e- = Fe2+
阴极: 2 H2O + 2e- = H2 ↑ + 2OHFe2+ + 2OH- =Fe(OH)2 ↓ 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe(OH)3 Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物 而沉积下来,起到净化的作用。 阴极产生的气泡(H2)把污水中的悬浮物带到 水面形成浮渣层,积累到一定厚度时刮去(或 撇掉)浮渣层,也起到了浮选净化的作用。
B.AgNO3 C.KCl E.NaNO3 F.CuCl2
2.(09安徽)Cu2O是一种半导体材料,基于 绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示 意图如下, 电解 总反应: 2Cu+H2O==Cu2O+H2 。下列说法 正确的是( A ) A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生 成。
白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色
思考与训练
1、某同学按右图所示的装置进行电解实验。 下列说法正确的是 ( BC ) A.电解过程中,铜电极上有H2产生 B.电解初期,主反应方程式为:
C.电解一定时间后,石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
巩 固 与 训 练
2、根据上图判断下列叙述正确的是( A.Y为阴极,发生还原反应 B.X为正极,发生氧化反应 C.Y与滤纸接触处有氧气生成 D.X与滤纸接触处变红
思考讨论:如何判断电解池的阴阳极?
阳极:失去电子,化合价升 高,发生氧化反应,阴离子 … … 流向的极,质量减轻 阴极:得到电子,化合价降 低,发生还原反应,阳离子 流向的极,质量增加… …
二、电解池的工作原理
1.离子的放电顺序
⑴ 阳极: ①活泼金属电极: 本身失去电子。(如Fe、Cu等) ②惰性电极: 溶液中的阴离子失去电子。 活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F⑵阴极: 溶液中的阳离子得电子。 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+