電解的類型及電極反應式的書寫課件

1、電解的類型及電極反應式的書寫,1,化學能與電能 電解的類型及電極反應式的書寫,電解的類型及電極反應式的書寫,2,內容講解,一、電化學基本內容 1、定義：研究化學能與電能相互轉換的裝置、過程和效率的科學。 2、根據(jù)反應產(chǎn)物與電流的關系，電化學反應過程（及其裝置）可以分為兩類：,產(chǎn)生電流的反應,借助電流發(fā)生的反應,：化學能轉換為電能,：電能轉換為化學能,電解的類型及電極反應式的書寫,3,化學,電,陰極,陽極,負,正,負,正,陽,陰,陰極上有電子,陽極上缺電子,陰,陽,陰,陽,電解的類型及電極反應式的書寫,4,流入,失去,氧化,流出,得到,還原,兩電極插入電解質溶液或熔融的電解質,形成閉合回路,有外

2、加直流電源,有兩個電極,電解的類型及電極反應式的書寫,5,（一）電極的分類： 1、按照電源： 2、按照活潑性：,陽極,陰極,惰性電極：,C、Pt、Au,活性電極：,Ag及Ag之前的金屬,陽極： 離子，,陰極： 離子，,（二）放電順序：,活性電極 S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+活潑金屬陽離子,陽,陰,正常濃度時,H+正常濃度小，,Fe2+、Zn2+濃度濃度一直保持很大時,電解的類型及電極反應式的書寫,6,2H+Cl Cl2 + H2,Cu2+2ClCu +Cl2,（三）電解的類型及電極反應式的書寫,（寫出下列裝

3、置的電極反應式、總反應式pH變化、復原方法）,惰性電極：,2Cl 2eCl2,2H+ +2e H2 ,2HCl Cl2 + H2,電解,濃度：,pH：,復原：,減小,增大,HCl氣體,陽極：,陰極：,總反應：,電解,2Cl 2eCl2,Cu2+ +2e Cu,CuCl2Cu +Cl2,電解,陽極：,陰極：,總反應：,電解,濃度：,pH：,減小,增大,復原：,CuCl2固體,電解自身型,電解的類型及電極反應式的書寫,7,2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2,2Cl+2H2OCl2 + H2 + 2OH,陽極：,陰極：,總反應：,2Cl 2eCl2,2H+ +2e H2 ,電解,電解

4、,濃度：,pH：,減小,增大,復原：,HCl氣體,放氫生堿型,NaCl溶液換成MgCl2溶液呢？,陽極：,陰極：,總反應：,MgCl2+2H2OMg(OH）2+ Cl2 + H2,Mg2+2Cl+2H2OCl2 + H2 + Mg（OH)2,2Cl 2eCl2,2H+ +2e H2 ,電解,電解,電解的類型及電極反應式的書寫,8,4AgNO3 +2H2O 4Ag+O2 +4HNO3,4Ag+ +2H2O 4Ag+O2 +4H+,陽極：,陰極：,總反應：,陽極：,陰極：,總反應：,4OH4e2H2O +O2,2Cu2+ +4e2Cu,2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4,2Cu

5、2+ +2H2O 2Cu+O2 +4H+,電解,電解,電解,電解,4OH4e2H2O +O2,4Ag+ +4e4Ag,濃度：,pH：,減小,減小,復原：,CuO固體,放氧生酸型,濃度：,pH：,減小,減小,復原：,Ag2O固體,電解的類型及電極反應式的書寫,9,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,2H2O O2 +2H2,電解,陽極：,陰極：,總反應：,濃度：,pH：,增大,不變,復原：,H2O,4OH4e2H2O +O2,4H+ +4e2H2 ,2H2O O2 +2H2,電解,陽極：,陰極：,總反應：,濃度：,pH：,增大,減小,復原：,H2O,4OH4e2H2O +O2,4

6、H+ +4e2H2 ,2H2O O2 +2H2,電解,陽極：,陰極：,總反應：,濃度：,pH：,增大,增大,復原：,H2O,電解水型,電解的類型及電極反應式的書寫,10,將以上裝置中的惰性電極換為Cu電極？,如何快速改寫?,所有裝置的陽極反應進改為：,Cu 2e- = Cu2+,陰極反應不變,總反應做相應的變化:,2、Cu+2H+ H2 + Cu2+,電解,7、 Cu+2H+ H2 + Cu2+,電解,3、Cu+2H2O H2 + Cu(OH)2,電解,1、無,4、無,5、Cu +2 Ag+ = Cu2+ + 2Ag,電解,6、Cu+2H2O H2 + Cu(OH)2,電解,8、Cu+2H2O

7、 H2 + Cu(OH)2,電解,電解的類型及電極反應式的書寫,11,書寫步驟及注意事項：,1、看清電極材料,2、找出溶液中的陽離子和陰離子,3、根據(jù)放電順序及電極材料確定放電微粒,4、電極反應式一定為離子方程式：,不考慮放電微粒來源以及后續(xù)反應,5、總反應式：,考慮放電微粒的來源，滿足離子方程式的書寫規(guī)則,6、兩極相加不一定為總反應,7、總反應寫條件：電解,電解的類型及電極反應式的書寫,12,+,-,OH-,Na+,陰極 陽極,電解飽和食鹽水,只允許陽離子通過,陽離子交換膜,H2O+少量NaOH,飽和NaCl,NaOH溶液,淡鹽水,H2,Cl2,2Cl- - 2e- =Cl2,2H+2e-

8、= H2,H+從何來？,電解的類型及電極反應式的書寫,13,1、電解飽和食鹽水 陰極材料： 電極反應： 。 陽極材料 ： 電極反應： 。 總反應： 。 設備 。,2H+2e- = H2,2Cl- - 2e- = Cl2,2NaCl+2H2O =2NaOH+Cl2+H2,電解,陽離子交換膜電解槽,避免Cl2和NaOH反應,只允許陽離子自由通過,Ti,Fe,而阻止陰離子和氣體通過。,（四）電解原理應用,氯堿工業(yè),電解的類型及電極反應式的書寫,14,陽極 放電，產(chǎn)生 。開始時陰極區(qū)需要加入 。,電解過程：,陰極 放電，產(chǎn)生 ，使 濃度增大， 即陰極區(qū)產(chǎn)生 。,H+,Cl-,OH-,H2,Cl2,Na

9、OH,H2,開始時陰極區(qū)需要加入 。,H2O,少量NaOH,增強導電性,NaCl溶液,NaCl精煉：,電解過程中Na+定向移向： 。,陰極,加入NaOH溶液,加入BaCl2溶液,加入Na2CO3溶液,過濾加入鹽酸,電解的類型及電極反應式的書寫,15,用 的原理在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。 實質是 . 鍍層金屬作 極，鍍件作 極， 電鍍液 。 Fe上鍍Cu原理： 作陰極， ； 作陽極， 。 電鍍液的濃度在電鍍過程中 。,2、電鍍：,電解,稱為鍍件,稱為鍍層,陰,陽,含有鍍層金屬離子的溶液,Fe,Cu,Cu2+ 2e- = Cu,Cu2e- = Cu2+,不變,注意：,離子濃度會影響放電順

10、序,當Fe2+、Zn2+濃度一直保持很大時，將優(yōu)先于H+放電,從而實現(xiàn)鍍鐵、鍍鋅,鍍層金屬在陽極溶解然后在鍍件上析出,電解的類型及電極反應式的書寫,16,實質是用 原理，使粗金屬先 再 的過程 精煉銅的原理：粗銅作 極， ； 精銅作 極， ； 電解液含有 。 比銅活動性強的雜質形成 ， 比銅活動性弱的雜質形成 。,3、精煉：,電解,溶解,在純金屬上析出,陰,陽,Cu2+ 2e- = Cu,Cu2e- = Cu2+,Cu2+,陽極泥,金屬陽離子進入溶液,電解液的濃度在電解過程中 。,減小,Fe、Zn等活潑金屬溶解時，析出Cu，使Cu2+濃度減小,電解的類型及電極反應式的書寫,17,2NaCl =

11、 2Na+Cl2,4、活潑金屬的冶煉,（1）制鈉：,陽極：,陰極：,總反應：,2Na+ + 2e = 2Na,2Cl 2e = Cl2,MgCl2 = Mg+Cl2,（2）制鎂：,注意:,不用MgO，,MgO熔點太高,陽極：,陰極：,Mg2+ + 2e = Mg,2Cl 2e = Cl2,（熔融）,（熔融）,電解,電解,2Al2O3 = 4Al+3O2,（3）制鋁：,總反應：,陽極：,陰極：,4Al3+ + 12e = 4Al,6O2 12e = 3O2,（熔融）,電解,注意:,不用AlCl3，,熔融AlCl3不導電,電解的類型及電極反應式的書寫,18,K Ca Na Mg Al Zn Fe

12、Sn Pb（H）Cu Hg Ag,電解法,還原法,熱分解法,不同金屬冶煉方法的選擇,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,簡單，實用，節(jié)省的原則,同一種金屬可能有不同的冶煉方法,電解的類型及電極反應式的書寫,19,M - ne- = Mn+,六、金屬的腐蝕,（一）金屬腐蝕：,1、定義：是指金屬或合金跟 發(fā)生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。,接觸到的氣體或液體,2、本質： （ 反應）,氧化,3、類型：直接反應 腐蝕；原電池反應 腐蝕,化學,電化學,金屬與接觸到的 （如 、 、 等）直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。,（二）化學腐蝕：,干燥的氧化劑,O2,Cl2,SO

13、2,電解的類型及電極反應式的書寫,20,1、定義：不純的金屬跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生 反 應， 的金屬失去電子而被 。如 在潮濕的空氣中生銹。 2、類型：,（三）電化學腐蝕：,原電池,氧化,較活潑,生鐵,較強酸性,中性、堿性、弱酸性,2H+2e-H2,O2 + 4e- + 2H2O 4 OH-,Fe2e-Fe2+,Fe2e-Fe2+,Fe+2H+ Fe2+H2,2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3 nH2O,（鐵銹）,電解的類型及電極反應式的書寫,21,3、化學腐蝕與電化學腐蝕的比較：,電解質溶液,氧化劑,無,弱電流,較活潑的金屬被氧化,金屬被氧化,同時,電化學,電解的類型及電極反應式的書寫,22,使它隔離_、_等物質,(四)金屬的防護,1、改變金屬的內部結構,制成合金（不銹鋼）,2、在金屬表面覆蓋保護層，,空氣,水,噴油漆、涂油脂、電鍍、表面鈍化、搪瓷等。,3、金屬的電化學防護,（1）犧牲陽極的陰極保護法,被保護的金屬做正極，,活潑金屬保護不活潑金屬,（2）外加直流電源的陰極保護法,被保護的金屬做陰極,電解