
电解原理复习学习教案.ppt
30页会计学1电解原理电解原理(yuánlǐ)复习复习第一页,共30页 由实验由实验(shíyàn)(shíyàn)得出放电顺序:得出放电顺序:Cl- > OH-Cl- > OH-、、Cu2+ > H+ Cu2+ > H+ 实验实验(shíyàn)::CuCl2溶液导电性实验溶液导电性实验(shíyàn)(石墨电极)(石墨电极)实验现象:实验现象:与电源负极与电源负极(fùjí)相连的电极:石墨电极上有亮红色固体析出相连的电极:石墨电极上有亮红色固体析出与电源正极相连的电极:有能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的、与电源正极相连的电极:有能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝的、黄绿色的、刺激性气味气体产生黄绿色的、刺激性气味气体产生反应:反应:与电源负极相连的电极与电源负极相连的电极:: Cu2+ + 2e- == Cu 与电源正极相连的电极与电源正极相连的电极:: 2Cl- - 2e- == Cl2↑总方程式:总方程式: CuCl2 Cu + Cl2↑电解第1页/共29页第二页,共30页一、电解一、电解(diànjiě)原理:原理:1、电解、电解:使电流通过电解质溶液使电流通过电解质溶液(或熔或熔化的电解质化的电解质)而在阴阳两极而在阴阳两极(liǎngjí)引起的引起的氧化氧化—还原反应的过程。
还原反应的过程第2页/共29页第三页,共30页2 2、电解池、电解池: :装置特点装置特点: 电能转化电能转化(zhuǎnhuà)为化学能为化学能形成条件形成条件: ⑴⑴直流电源直流电源 ⑵⑵两个电极两个电极 ⑶⑶电解质溶液电解质溶液(或熔化的电解质或熔化的电解质) ⑷⑷形成闭合回路形成闭合回路第3页/共29页第四页,共30页电极电极(diànjí)(diànjí)阳阳 极极阳阳 极极(yáng(yángjí)jí)与电源与电源与电源与电源(diànyuán)(diànyuán)正极相连正极相连正极相连正极相连阴阴 极极阴阴 极极与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连与电源负极相连阳阳阳阳极极极极阴极阴极阴极阴极阳极发生氧化反应,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应阴极发生还原反应第4页/共29页第五页,共30页惰性电极:惰性电极: 石墨石墨(shímò)、铂、金、铂、金电极电极非惰性电极:非惰性电极: 其它其它(qítā)(如铜、铁(如铜、铁等)等)第5页/共29页第六页,共30页。
电流电流(diànliú)方向及微粒的流方向及微粒的流动方向动方向电解电解(diànjiě)结果结果:CuCl2 Cu+Cl2↑4Cl--2e=Cl2Cu 2 ++2e —=Cu阴离子移向阳离子移向电子流向阳极阴极CuCl2溶液e—e—氧化反应还原反应电解四个电极四个电极(diànjí)上上n(e-)相等相等第6页/共29页第七页,共30页复习:当惰性材料复习:当惰性材料(cáiliào)做电极做电极时,阴、阳离子放电顺序为:时,阴、阳离子放电顺序为: 电解电解(diànjiě)原理原理应用应用第7页/共29页第八页,共30页注意:阳极注意:阳极注意:阳极注意:阳极————非惰性非惰性非惰性非惰性(duòxìng)(duòxìng)金属电极金属电极金属电极金属电极————先失电先失电先失电先失电子子子子(1)(1)阳离子在阴极阳离子在阴极阳离子在阴极阳离子在阴极(yīnjí)(yīnjí)上的放电顺序上的放电顺序上的放电顺序上的放电顺序( (得得得得e—)e—)放电放电(fàng (fàng diàn)diàn)顺序顺序AgAg+ +>(Fe>(Fe3+3+>)Cu>)Cu2+2+> >HH+ +>Na>Na+ +>K>K+ +(2)(2)阴离子在阳极上的放电顺序(失阴离子在阳极上的放电顺序(失阴离子在阳极上的放电顺序(失阴离子在阳极上的放电顺序(失e e——))))S S 2-2->I>I - ->Br>Br - ->Cl>Cl - -> >OHOH - ->NO>NO3 3 - ->SO>SO4 42-2-( (等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根等含氧酸根离子)离子)离子)离子)>F>F- -3 3、电解反应规律、电解反应规律.在中学常见的单质中哪些用电解法得到?.在中学常见的单质中哪些用电解法得到? 小结:小结:阴极无论是何种材料做电极,电极本身不参加反应阴极无论是何种材料做电极,电极本身不参加反应; ;若若活性材料做阳极,阳极本身参与反应被活性材料做阳极,阳极本身参与反应被损耗损耗,溶液中离子不放电,溶液中离子不放电。
阴极:氢气、第阴极:氢气、第IAIA族族 第第IIAIIA族及铝等活泼金属;族及铝等活泼金属; 阳极:(阳极:(F F2 2)) ClCl2 2 O O2 2等活泼非金属等活泼非金属第8页/共29页第九页,共30页反思反思(fǎn sī)::1 1.如何.如何(rúhé)(rúhé)区别原电池和电解池区别原电池和电解池?? 有无有无(yǒu wú)外外接电源接电源2 2、如何判断电解池的阴阳电极?、如何判断电解池的阴阳电极?((1 1)外电源的正负极、电子流动方向、电流方向、离子流动方向)外电源的正负极、电子流动方向、电流方向、离子流动方向阳极阳极:与外电源正极相接与外电源正极相接 阴极阴极:与外电源负极相接与外电源负极相接负极到阴极,阳极再到正极负极到阴极,阳极再到正极电子流动方向电子流动方向电流方向电流方向阳离子移向阴极,阴离子移向阳极阳离子移向阴极,阴离子移向阳极离子流动方向离子流动方向与电子流动方向电子流动方向相反((2 2)电极反应:)电极反应: 阳极阳极:氧化反应;氧化反应; 阴极阴极:阳离子得电子被还原(阳离子得电子被还原(阳氧阴还阳氧阴还))((3 3)电极现象)电极现象: 第9页/共29页第十页,共30页。
练习练习: :在电解过程中,一般有如下电极现象:在电解过程中,一般有如下电极现象: a a.增重的电级.增重的电级 b b.变粗的电级.变粗的电级 c c.生成刺激性气味气体的电级.生成刺激性气味气体的电级 d d.质量减少的电级.质量减少的电级 e e.电解硫酸钠溶液生成气体多的的电级.电解硫酸钠溶液生成气体多的的电级 f f.电解硝酸银溶液生成无色气体的电极.电解硝酸银溶液生成无色气体的电极 g g.电解氯化钠溶液能使无色酚酞变红的电极.电解氯化钠溶液能使无色酚酞变红的电极 h h.生成有色气体的电极.生成有色气体的电极 i i.电极材料一定不参加反应的电极.电极材料一定不参加反应的电极 发生发生(fāshēng)(fāshēng)在阴极的现象可能是:在阴极的现象可能是:____________________;____________________; 发生发生(fāshēng)(fāshēng)在阳极的现象可能是:在阳极的现象可能是:____________________ ____________________ A、b、e、g、i C、d、f、h 电解实验完成后,如何(rúhé)恢复为反应前的电解液及 浓度? 第10页/共29页第十一页,共30页。
1 1、电解、电解(diànjiě)NaCl(diànjiě)NaCl溶液(石墨电极-惰性电溶液(石墨电极-惰性电极)极) 实验现象:实验现象: 阴极: 有无色气体产生,溶液显红色(滴 阴极: 有无色气体产生,溶液显红色(滴 入酚酞试液 入酚酞试液(shì yè))) 阳极: 有黄绿色刺激性气味气体产生,该阳极: 有黄绿色刺激性气味气体产生,该 气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝练习练习(liànxí)第11页/共29页第十二页,共30页 溶液溶液pH增大增大(zēnɡ dà)-----(阴极区(阴极区OH- 浓度增浓度增大大(zēnɡ dà))) 离子放电离子放电(fàng diàn)顺序:顺序: Cl- > OH- 、、 H+ > Na+ 电极反应电极反应(fǎnyìng)方程式:方程式: 阴极:阴极: 2H+ + 2e- == H2↑ 阳极:阳极: 2Cl- - 2e- == Cl2↑ 总方程式:总方程式: 2NaCl +2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑电解第12页/共29页第十三页,共30页。
2NaCl +2H2O Cl2↑+ H2↑ + 2NaOH 阳极阳极(yángjí) 阴极阴极(yīnjí)此原理应用此原理应用(yìngyòng)于氯碱工业于氯碱工业电解电解NaCl 溶液过程中溶液过程中,阴极附近为何呈碱性?阴极附近为何呈碱性?电解第13页/共29页第十四页,共30页 实质是电解水,溶液(róngyè)浓度增大,pH减小电解水实验时为何要加稀硫酸?还可以加什么物质?2、电解、电解(diànjiě)稀稀H2SO4(惰性(惰性电极)电极)电极电极(diànjí)反应式为:反应式为:阴极:阴极: 4H+ + 4e- == 2H2↑阳极:阳极: 4OH- - 4e- == O2↑+ 2H2O总方程式:总方程式: 2H2O 2H2↑+ O2↑ 放电顺序:放电顺序:OH- > SO42- 阳离子只有阳离子只有H+ 电解第14页/共29页第十五页,共30页3、电解、电解(diànjiě)NaOH溶液(惰性溶液(惰性电极)电极)放电顺序放电顺序(shùnxù)::H+ > Na+ 、阴离、阴离子只有子只有OH- 电极电极(diànjí)反应式为:反应式为: 阴极:阴极: 4H+ + 4e- == 2H2↑ 阳极:阳极: 4OH- - 4e- == O2↑+ 2H2O 总方程式:总方程式: 2H2O 2H2↑+ O2↑实质是实质是电解水电解水,溶液浓度增大,,溶液浓度增大,pH增大。
增大电解第15页/共29页第十六页,共30页4 4、电解、电解、电解、电解(diànjiě)CuSO4(diànjiě)CuSO4溶液溶液溶液溶液电解电解(diànjiě)(diànjiě)结果结果:2CuSO4+2H2O :2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+4H2SO42Cu+O2↑+4H2SO44OH--4e—=2H2O+O2Cu 2 ++2e—=Cu阴离子移向阳离子移向电子流向电子流向阳极阳极阴极阴极CuSO4溶液溶液e—e—氧化反应氧化反应还原反应还原反应电解反应反应反应反应(fǎnyìng)(fǎnyìng)原理原理原理原理第16页/共29页第十七页,共30页盐盐的的类类型型实实例例 参加参加电电解解物物质质溶液溶液pH复原加入物复原加入物质质1、、A-C盐盐Na2SO4 KNO3 H2O不不变变H2OA的碱的碱KOH NaOH增大增大C的酸的酸H2SO4 HNO3减小减小2、、B-D盐盐CuCl2 HgCl2电电解解质质不定不定CuCl2、、HgCl2D的酸的酸HCl HBr增大增大HCl、、HBr3、、A-D盐盐NaCl KBr H2O+ 电电 解解 质质增大增大HCl、、HBr4、、B-C盐盐CuSO4 AgNO3减小减小CuO、、Ag2O第17页/共29页第十八页,共30页。
1.电解溶质电解溶质(róngzhì): H+后后(含含H+),,OH-后的离子组成的物质,后的离子组成的物质,要可溶 如电解如电解CuCl2、、HCl溶液等2.混合电解:溶质混合电解:溶质(róngzhì)、溶剂都参加反应溶剂都参加反应 H+前,前,OH-后的离子组成的盐,要可溶后的离子组成的盐,要可溶 如电解如电解NaCl、、KCl等 H+后,后,OH-前的离子组成的盐,要可溶前的离子组成的盐,要可溶 如电解如电解CuSO4、、AgNO3、溶液等3.电解水:电解水: H+前,前,OH-前的离子组成的物质,要可溶前的离子组成的物质,要可溶 包括包括H+和和OH- 如电解如电解H2SO4、、NaOH、、Na2SO4溶液等电解电解(diànjiě)类型:类型:第18页/共29页第十九页,共30页n n说明:说明:①①阴阳离子在两极上放电阴阳离子在两极上放电顺序复杂,与离子性质、溶液浓顺序复杂,与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有度、电流强度、电极材料等都有关关(yǒuguān),不应将放电顺序,不应将放电顺序绝对化,以上仅是一般规律。
绝对化,以上仅是一般规律n n②②电解过程中析出的物质的量电解过程中析出的物质的量(或析出物质的质量):在电解(或析出物质的质量):在电解若干串联电解池中的溶液时,各若干串联电解池中的溶液时,各阴极或阳极所通过的电量相等,阴极或阳极所通过的电量相等,析出物质的量取决于电路中通过析出物质的量取决于电路中通过的电量n n2.金属作阳极(.金属作阳极(Pt除外)时,除外)时,金属失电子发生氧化反应,阴极金属失电子发生氧化反应,阴极上阳离子放电顺序不变上阳离子放电顺序不变第19页/共29页第二十页,共30页电解过程中电解过程中pHpH(电极附近(电极附近(fùjìn)(fùjìn)及溶液)及溶液)的变化1 1)电极区域)电极区域)电极区域)电极区域(qūyù) A.(qūyù) A.阴极阴极阴极阴极H+H+放电产生放电产生放电产生放电产生H2H2,阴极区域,阴极区域,阴极区域,阴极区域(qūyù)pH(qūyù)pH变变变变大 B. B.阳极阳极阳极阳极OH-OH-放电产生放电产生放电产生放电产生O2O2,阳极区域,阳极区域,阳极区域,阳极区域(qūyù)pH(qūyù)pH变小。
变小2 2)电解)电解)电解)电解(diànjiě)(diànjiě)质溶液中质溶液中质溶液中质溶液中 A. A.电解电解电解电解(diànjiě)(diànjiě)过程中过程中过程中过程中, ,只产生只产生只产生只产生H2, pHH2, pH变大 B. B.电解过程中电解过程中电解过程中电解过程中, ,只产生只产生只产生只产生OO2 2, pH, pH变小 C. C.电解过程中电解过程中电解过程中电解过程中, ,既产生既产生既产生既产生HH2 2, ,又产生又产生又产生又产生OO2 2, , 则原溶液呈酸性的则原溶液呈酸性的则原溶液呈酸性的则原溶液呈酸性的pHpH变小变小变小变小, ,原溶液原溶液原溶液原溶液 呈碱性的呈碱性的呈碱性的呈碱性的pHpH变大变大变大变大, ,原溶液呈中性的原溶液呈中性的原溶液呈中性的原溶液呈中性的 pHpH不变不变不变不变. . D. D.电解过程中电解过程中电解过程中电解过程中, , 无无无无HH2 2和和和和OO2 2产生产生产生产生, pH, pH几乎不变几乎不变几乎不变几乎不变. .第20页/共29页第二十一页,共30页。
小结小结(xiǎojié):: 1.关于.关于(guānyú)气体生成问题:气体生成问题: 阳极 阳极(yángjí) —— Cl2↑、、O2 ↑ 阴极 阴极 —— 只有氢气只有氢气 H2 ↑2.注意运用电子守恒关系进行计算2.注意运用电子守恒关系进行计算 阳极阳极 1moL e- ~ 1/2moLCl2 ↑ ~ 1/4moLO2 ↑ 阴极阴极 1moL e- ~ 1/2moLH2 ↑ 1moL e- ~1moL Ag ~ 1/2moLCu第21页/共29页第二十二页,共30页二、电解二、电解(diànjiě)(diànjiě)应用一:精应用一:精炼铜炼铜 根据:粗铜(根据:粗铜(Cu)混有()混有(Au Ag;;Zn Fe Ni )金属)金属非惰性电极电解非惰性电极电解 :: 粗铜粗铜 (阳极):(阳极): Cu - 2e- == Cu2+ Au、、Ag不失电子,形成阳极泥。
不失电子,形成阳极泥 Zn、、Fe、、Ni失去电子,生成失去电子,生成Zn2+、、Fe2+、、Ni2+ 离离 子进入电解质溶液子进入电解质溶液 精铜精铜 (阴极(阴极(yīnjí)):): Cu2+ + 2e- == Cu Zn2+、、Fe2+、、Ni2+ 离子不得电子,离子不得电子,存于电解质溶存于电解质溶 液中液中 电解质溶液:电解质溶液: CuSO4溶液(含精炼金属的盐溶液)溶液(含精炼金属的盐溶液)第22页/共29页第二十三页,共30页三、电解三、电解(diànjiě)原理应原理应用二:用二:电镀铜电镀铜:(1)概念概念:应用电解原理在某些金属表面应用电解原理在某些金属表面镀上其它镀上其它 金属或合金的过程金属或合金的过程(2)电镀池的形成条件电镀池的形成条件: A 镀件作阴极镀件作阴极(yīnjí) B 镀层金属作阳极镀层金属作阳极 C 电镀液中含有镀层金属离子电镀液中含有镀层金属离子第23页/共29页第二十四页,共30页。
铁上电镀铁上电镀(diàndù)铜实验:铜实验: 阳极:铜阳极:铜 Cu - 2e- Cu - 2e- == Cu2+ Cu2+ 阳极不断溶解消耗阳极不断溶解消耗(xiāohào)(xiāohào) 阴极:待镀件阴极:待镀件 Cu2+ + 2e- Cu2+ + 2e- == Cu Cu 电镀液:电镀液: CuSO4 CuSO4 溶液溶液 (含阳极阳离子的盐溶液)成(含阳极阳离子的盐溶液)成份浓度不变份浓度不变第24页/共29页第二十五页,共30页电解原理电解原理(yuánlǐ)应用三:应用三:氯碱工业:电解饱和食盐水制取烧碱、氯碱工业:电解饱和食盐水制取烧碱、 氯气氯气(lǜ qì)、、 氢气 注意:注意:⑴⑴阴极室与阳极室应用隔膜分开阴极室与阳极室应用隔膜分开(fēn kāi)。
⑵⑵食盐水需经净化,除食盐水需经净化,除Mg2+、、Ca2+、、SO42-等离子 第25页/共29页第二十六页,共30页正、负极正、负极正、负极正、负极(fùjí)(fùjí)阴、阳极阴、阳极阴、阳极阴、阳极(yángjí)(yángjí)惰性电极材料惰性电极材料惰性电极材料惰性电极材料或活泼或活泼或活泼或活泼(huó po)(huó po)电电电电极材料极材料极材料极材料负氧正还负氧正还负氧正还负氧正还阳氧阴还阳氧阴还阳氧阴还阳氧阴还原原原原 电电电电 池池池池电电电电 解解解解 池池池池电极名称电极名称电极名称电极名称电极材料电极材料电极材料电极材料电极实质电极实质电极实质电极实质能量转换能量转换能量转换能量转换外电路外电路外电路外电路 内电路内电路内电路内电路电流方向:电流方向:电流方向:电流方向:正极:不活泼金属或正极:不活泼金属或正极:不活泼金属或正极:不活泼金属或可导电的非金属可导电的非金属可导电的非金属可导电的非金属( (如如如如C)C)负极:活泼金属负极:活泼金属负极:活泼金属负极:活泼金属正极正极正极正极 负极负极负极负极负极负极负极负极 正极正极正极正极化学能化学能化学能化学能 电能电能电能电能电能电能电能电能 化学能化学能化学能化学能正极正极正极正极 阳极阳极阳极阳极 阴极阴极阴极阴极 负极负极负极负极阳极阳极阳极阳极 阴极阴极阴极阴极原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较原电池和电解池的比较第26页/共29页第二十七页,共30页。
习题:习题: 用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入1000mL AgNO3溶液中通电电解溶液中通电电解.当溶液的当溶液的pH从变为时从变为时(设电解过程没有设电解过程没有H2析出析出,且且电解前后溶液的体积变化不计电解前后溶液的体积变化不计)电极上电极上析出析出Ag的质量的质量(zhìliàng)大约是大约是( )第27页/共29页第二十八页,共30页习题:习题:习题:习题: 用惰性电极电解含等物质的量的 用惰性电极电解含等物质的量的 用惰性电极电解含等物质的量的 用惰性电极电解含等物质的量的HClHCl、、、、CuSO4CuSO4混合溶液、电解过程可分为三个阶段,试混合溶液、电解过程可分为三个阶段,试混合溶液、电解过程可分为三个阶段,试混合溶液、电解过程可分为三个阶段,试写出有关写出有关写出有关写出有关(y(yǒ ǒuguān)uguān)的电极反应式和总反应式的电极反应式和总反应式的电极反应式和总反应式的电极反应式和总反应式1.电解1.电解CuCl2溶液溶液(róngyè)(电解溶质电解溶质)2.电解2.电解CuSO4溶液溶液(róngyè)(混合电解混合电解)3.电解3.电解H2SO4溶液溶液(róngyè)(电解电解H2O)第28页/共29页第二十九页,共30页。
内容(nèiróng)总结会计学实验:CuCl2溶液导电性实验(石墨电极)⑶电解质溶液(或熔化的电解质)电流方向及微粒的流动方向注意:阳极——非惰性金属电极——先失电子阳离子移向阴极,阴离子移向阳极溶液pH增大-----(阴极区OH- 浓度(nóngdù)增大)B.电解过程中,只产生O2, pH变小C.电解过程中,既产生H2,又产生O2,根据:粗铜(Cu)混有(Au Ag第28页/共29页第三十页,共30页。
