常见的电解原理的应用及电极反应式书写.pptx
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1、电解电解CuSO4溶液:用溶液:用惰性电极惰性电极阴极:阴极:2Cu2+4e-=2Cu阳极:阳极:2H2O4e-=O2+4H+总反应式:总反应式:2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+电解电解写出电极反应式及电解方程式;分析溶液写出电极反应式及电解方程式;分析溶液PH的变化、溶液减少的量是?的变化、溶液减少的量是?又如:又如:Cu(NO3)2、AgNO3电解水(电解水(Na2SO4溶液):用溶液):用惰性电极惰性电极阴极:阴极:2H+2e-=H2阳极:阳极:4OH-4e-=O2+2H2O总反应式:总反应式:2H2O 2H2+O2电解电解只让水的只让水的H(水水)、OH(水水)放电放电放电顺序
2、放电顺序在在Cl以后的阴离子、以后的阴离子、Cu2以前的阳离子以前的阳离子所组成的酸、碱、盐溶液,所组成的酸、碱、盐溶液,但阳极用惰性电极但阳极用惰性电极(Pt、Au、C等)等)如电解:如电解:H2SO4、NaOH、Na2SO4等;并分析其等;并分析其pH变化?变化?电解精炼铜原理电解精炼铜原理粗铜的溶解与纯铜的生成:粗铜的溶解与纯铜的生成:阳极(粗铜):阳极(粗铜):Cu 2e-=Cu2+阴极(纯铜):阴极(纯铜):Cu2+2e-=Cu比铜活泼的金属:比铜活泼的金属:Zn.Fe.Ni只溶解,不析出;只溶解,不析出;比铜不活泼的金属:比铜不活泼的金属:Au.Pt.不溶解,而以单质沉积不溶解,而
3、以单质沉积 形成阳极泥;形成阳极泥;电解质溶液中电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变;的浓度基本不变;电镀铜电镀铜1、电镀铜的装置:、电镀铜的装置:镀件作阴极,镀层金属镀件作阴极,镀层金属作阳极,作阳极,含镀层金属离子的电解含镀层金属离子的电解质配成电镀液;质配成电镀液;2、电镀铜的原理:、电镀铜的原理:阳极(镀层金属):阳极(镀层金属):Cu2e-=Cu2+阴极(镀件):阴极(镀件):Cu2+2e-=Cu电镀液浓度不变电镀液浓度不变待镀铁待镀铁制品制品铜片铜片 CuSO4溶液溶液原电池原电池电解池电解池电镀池电镀池定义定义化学能转变成电能的化学能转变成电能的装置。装置。将电能转变成化学能将电
4、能转变成化学能的装置。的装置。应用电解原理在某些金属应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的表面镀上一层其它金属的装置。装置。形成形成条件条件活动性不同两电极活动性不同两电极电解质溶液电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路两电极接直流电源两电极接直流电源电极插人电解质溶电极插人电解质溶液液形成闭合回路形成闭合回路镀层金属接电源正极,镀层金属接电源正极,待镀金属接电源负极待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属电镀液须含有镀层金属的离子的离子电极电极名称名称负极:较活泼金属;负极:较活泼金属;正极:较不活泼金属正极:较不活泼金属(或能导电的非金属等或能导电的非金属等)阳极:电源正极相连阳极:电源正
5、极相连阴极:电源负极相连阴极:电源负极相连阳极:镀层金属;阳极:镀层金属;阴极:镀件阴极:镀件电极电极反应反应负极:氧化反应负极:氧化反应正极:还原反应正极:还原反应阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应阳极:氧化反应阳极:氧化反应阴极:还原反应阴极:还原反应要点一:原电池、电解池、电镀池的比较要点一:原电池、电解池、电镀池的比较电极反应及总反应:阳极反应:2Cl2e Cl2(氧化反应)阴极反应:2H+2eH2(还原反应)总反应:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2电解阴极区阳极区 总反应离子方程式:2Cl+2H2O 2OH+H2+Cl2电解氯碱工业离子交换膜法制烧
6、碱:离子交换膜法制烧碱:1、离子交换膜电解槽的组成:由阳极(金属钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成;每个电解槽由若干个单元槽串联或并联组成;装置2、阳离子交换膜的作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl、OH)和气体通过。可防止H2、Cl2混合爆炸,也可防止Cl2与NaOH反应。+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O(含少量(含少量NaOH)离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网3、食盐的精制:(1)粗盐的成份:泥沙、Ca2+、Mg
7、2+、Fe3+、SO42杂质,会与碱性物质反应产生沉淀,损坏离子交换膜;(2)杂质的除去过程:粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+精制盐水+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O(含少量(含少量NaOH)离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网例:某硝酸盐晶体化学式为例:某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O,式量为,式量为242,将,将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液,用惰性溶液,用惰性电极进行电解。当有电极进行电解。当有0.01mol电子转移时,溶液中金电子转移时,溶液中金属
8、离子全部析出,此时阴极增重属离子全部析出,此时阴极增重0.32g。求:。求:金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及x、n 值;值;电解溶液的电解溶液的pH(溶液体积仍为(溶液体积仍为100mL)。)。Mx+xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以:所以:x=2;M=64;n=3产生产生H+为为0.01mol,pH=1一、电解产物的产量的计算:一、电解产物的产量的计算:依据电极反应式中,依据电极反应式中,转移电量与产量成正比转移电量与产量成正比,且且各电极通过的电量相等各电极通过的电量相等,即可求解。,即可求解。例例 用两支惰性电极插入用两支惰性电极插入500mLAgNO500
9、mLAgNO3 3溶液中,溶液中,通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的pHpH从从6.06.0变为变为3.03.0时(设时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质量是(量是()。)。A A27mg27mg B B54mg54mg C C108mg108mg D D216mg216mg 解解HH+物质的量物质的量=0.5L=0.5L(1010-3-3-10-10-6-6)mol/L=0.5L10mol/L=0.5L10-3-3mol/L=510mol/L=510-4-4
10、molmol(1)利用关系式求解:利用关系式求解:H HOHOHe eAgAg1mol (1mol (放电放电)108g)108g5x105x10-4-4mol mol 则则54x1054x10-3-3g=54mgg=54mg(2)利用方程式求解:利用方程式求解:4AgNO4AgNO3 3+2H+2H2 2O O 4HNO4HNO3 3+O+O2 2+4Ag+4Ag 1mol1mol 108g 108g 5x10 5x10-4-4mol mol 则则54x1054x10-3-3g=54mgg=54mg答:答:B B。【例例1 1】在在2525和和1101105 5 Pa Pa下,下,用铂电极电
11、解硫酸用铂电极电解硫酸铜溶液,当阴极产生铜溶液,当阴极产生6.4 g6.4 g铜时,阳极放出铜时,阳极放出 ()()A A1.2 L1.2 L氢气氢气B B1.2 L1.2 L氧气氧气C C2.4 L2.4 L氢气氢气D D2.4 L2.4 L氧气氧气分析:用铂电极进行电解,两极反应为:分析:用铂电极进行电解,两极反应为:阴极:阴极:CuCu2+2+2e+2e=Cu=Cu,阳极:阳极:4OH4OH4e4e=2H=2H2 2O+OO+O2 2电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数,电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数,且两极产物的关系为且两极产物的关系为Cu-1/2OCu-1/
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