C電解原理PPT課件

1、有序解決電解過(guò)程的有關(guān)問(wèn)題：有序解決電解過(guò)程的有關(guān)問(wèn)題： 1.電解質(zhì)溶液中存在的離子電解質(zhì)溶液中存在的離子 2.陰、陽(yáng)離子在外電場(chǎng)作用下的定向遷移陰、陽(yáng)離子在外電場(chǎng)作用下的定向遷移 3.電極方程式電極方程式 4.溶液的溶液的pH變化變化 5.消耗的物質(zhì)及定量關(guān)系消耗的物質(zhì)及定量關(guān)系第1頁(yè)/共30頁(yè)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置1.1.電離：陽(yáng)離子電離：陽(yáng)離子陰離子陰離子2.遷移：遷移： 陰極陰極 陽(yáng)極陽(yáng)極3.競(jìng)爭(zhēng)放電：競(jìng)爭(zhēng)放電：陰極陰極上（上（還原還原反應(yīng)）反應(yīng)）Cu2+ H+ Na+ Cu2+2e-=Cu 2 H+2e-=H2陽(yáng)極陽(yáng)極上（上（氧化氧化反應(yīng)）反應(yīng)）Cl-OH- S

2、O42- 2Cl-2e-=Cl2 4OH-4e-=2H2O+O2 第2頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題1 1：觀察電解飽和食鹽水的裝置（如下圖）思考，：觀察電解飽和食鹽水的裝置（如下圖）思考，根據(jù)什么現(xiàn)象可以推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是根據(jù)什么現(xiàn)象可以推斷電解飽和食鹽水的產(chǎn)物是什么？分別寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。什么？分別寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。問(wèn)題問(wèn)題2 2： 如果電解一段時(shí)間后，切斷電源，溶液中如果電解一段時(shí)間后，切斷電源，溶液中存在哪些離子？存在哪些離子？第3頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題 3：若要增加溶液中的：若要增加溶液中的 ClO-濃度，在其他條件濃度，在其他條件（電解原料、電源和電極）不變的情況下，只

3、改（電解原料、電源和電極）不變的情況下，只改變裝置即可達(dá)到目的，你能否設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，并變裝置即可達(dá)到目的，你能否設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，并畫(huà)出裝置圖，說(shuō)明其原理。畫(huà)出裝置圖，說(shuō)明其原理。問(wèn)題問(wèn)題 4：若要杜絕：若要杜絕 ClO- 的產(chǎn)的產(chǎn)生，有什么辦法？生，有什么辦法？第4頁(yè)/共30頁(yè)陽(yáng)離子交換膜陽(yáng)離子交換膜第5頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題5：將：將 1L 物質(zhì)的量濃度均為物質(zhì)的量濃度均為 0.1 molL-1的的CuSO4 和和NaCl 的混合溶液用下圖裝置進(jìn)行電解，的混合溶液用下圖裝置進(jìn)行電解，寫(xiě)出陰陽(yáng)兩極的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式。寫(xiě)出陰陽(yáng)兩極的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式。問(wèn)題問(wèn)題6：若將上圖裝置中的左邊石

4、墨電極更換為鐵，：若將上圖裝置中的左邊石墨電極更換為鐵，寫(xiě)出兩極反應(yīng)式，并描述電解池中可能發(fā)生的現(xiàn)象，寫(xiě)出兩極反應(yīng)式，并描述電解池中可能發(fā)生的現(xiàn)象，寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)式。寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)式。第6頁(yè)/共30頁(yè)陰、陽(yáng)離子的放電順序陰、陽(yáng)離子的放電順序陰極陰極上上陽(yáng)離子陽(yáng)離子放電，發(fā)生放電，發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng)Ag+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+陽(yáng)極陽(yáng)極上上陰離子陰離子放電，發(fā)生放電，發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng) S2-SO32-IBrClOH族價(jià)含氧酸根族價(jià)含氧酸根F（惰性電極時(shí)）（惰性電極時(shí)）電極溶解，電極溶解，陰離子陰離子不放電（不放電（Au、Pt除外）除外） （活性電極時(shí)）（活

5、性電極時(shí)）第7頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題7：如圖，畫(huà)出電解過(guò)程中溶液：如圖，畫(huà)出電解過(guò)程中溶液 pH 隨時(shí)間隨時(shí)間 t 變變化的大致曲線圖（不考慮電極產(chǎn)物的溶解）。電解化的大致曲線圖（不考慮電極產(chǎn)物的溶解）。電解一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同，計(jì)算電路中共轉(zhuǎn)移多少相同，計(jì)算電路中共轉(zhuǎn)移多少mol 電子。電子。第8頁(yè)/共30頁(yè)NaCl溶液溶液 CuCl2溶液溶液 CuSO4溶液溶液 Na2SO4溶液溶液 熔融熔融NaCl陽(yáng)極陽(yáng)極出氧鹵，出氧鹵，陰極陰極氫金屬氫金屬鹽的離子都放電，離子濃度急速減鹽的離子都放電，離子濃度急速減鹽的離子不放電，水

6、耗離子濃度添鹽的離子不放電，水耗離子濃度添酸根離子單放電，產(chǎn)物必得鹵、氫、堿酸根離子單放電，產(chǎn)物必得鹵、氫、堿金屬離子單放電，產(chǎn)物必得金、氧、酸金屬離子單放電，產(chǎn)物必得金、氧、酸第9頁(yè)/共30頁(yè)練習(xí)：如右圖所示，練習(xí)：如右圖所示，x、y分別是直流電源的兩極，分別是直流電源的兩極，Z溶溶液可能為：液可能為：稀硫酸；稀硫酸；NaOH溶液；溶液；Na2SO4溶液；溶液；CuCl2溶液；溶液；NaCl溶液；溶液；稀鹽酸溶液；稀鹽酸溶液；CuSO4溶液。溶液。若通電后發(fā)現(xiàn)若通電后發(fā)現(xiàn)a、b兩電極上均有兩電極上均有氣體產(chǎn)生，且氣體產(chǎn)生，且V(a) V(b)=2 1，則電極則電極a為為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)極

7、，發(fā)生的電極反應(yīng)式為式為 ，電極，電極b為為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ，Z溶液可能為溶液可能為 。 若產(chǎn)生的氣體體積比為若產(chǎn)生的氣體體積比為1 1 ，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為為 ，Z溶液可能為溶液可能為 。若通電后出現(xiàn)若通電后出現(xiàn)a電極的質(zhì)量增加，電極的質(zhì)量增加，b電極上有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，則電電極上有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生，則電極極a為為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)式極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為為 ，Z溶液可能溶液可能為為 。若通電后出現(xiàn)若通電后出現(xiàn)a a電極的質(zhì)量減少，電極的質(zhì)量減少，b b電極質(zhì)量增加，電極質(zhì)量增加，且質(zhì)量相等。則該裝置可能為且質(zhì)量相等。則該裝置可能為

8、裝置，裝置，Z Z溶液溶液可能為可能為 ，a a電極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為 。第10頁(yè)/共30頁(yè)例：用惰性電極電解下列各組物質(zhì)中前一種物質(zhì)的溶例：用惰性電極電解下列各組物質(zhì)中前一種物質(zhì)的溶液，一段時(shí)間后，加入適量的后一物質(zhì)，能使前一種液，一段時(shí)間后，加入適量的后一物質(zhì)，能使前一種物質(zhì)溶液復(fù)原的是物質(zhì)溶液復(fù)原的是 A.CuCl2、CuCl2 B.NaOH、NaOH C.NaCl、HCl D.CuSO4、Cu(OH)2 第11頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題8 8：人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物：人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如下圖，寫(xiě)出陽(yáng)極室和陰極室中的中的尿素，原理如下圖，寫(xiě)出

9、陽(yáng)極室和陰極室中的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。問(wèn)題問(wèn)題9 9：上圖中質(zhì)子交換膜的功能是什么？電解結(jié)束：上圖中質(zhì)子交換膜的功能是什么？電解結(jié)束后，陰極室溶液的后，陰極室溶液的 pH pH 與電解前相比與電解前相比 （填（填“增大增大”、“減小減小”或或“不變不變”）。）。第12頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題1010：利用本節(jié)課復(fù)習(xí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)海水淡化裝：利用本節(jié)課復(fù)習(xí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)海水淡化裝置。如果有人設(shè)計(jì)了下圖裝置來(lái)進(jìn)行海水淡化，你置。如果有人設(shè)計(jì)了下圖裝置來(lái)進(jìn)行海水淡化，你認(rèn)為其原理是什么？認(rèn)為其原理是什么？第13頁(yè)/共30頁(yè)練習(xí)：練習(xí)：(2012京京)利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的利用鈉

10、堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。 (1)在鈉堿循環(huán)法中，在鈉堿循環(huán)法中，Na2SO3溶液作為吸收液，可溶液作為吸收液，可由由NaOH溶液吸收溶液吸收SO2制得，該反應(yīng)的離子方程式制得，該反應(yīng)的離子方程式是是 。 (2)吸收液吸收吸收液吸收SO2的過(guò)程中，的過(guò)程中，pH隨隨n(SO32)，n(HSO3)變化關(guān)系如下表變化關(guān)系如下表 ： 上表判斷上表判斷Na2SO3溶液顯溶液顯性，用化學(xué)平衡性，用化學(xué)平衡原理解釋?zhuān)涸斫忉專(zhuān)?。n(SO32)：n(HSO3)91：91：11：91pH8.27.26.2第14頁(yè)/共30頁(yè)(3)當(dāng)吸收液的當(dāng)吸收液的pH降至約為降至約為6時(shí)，即送至電解槽再時(shí)，即送至電解槽

11、再生。再生示意圖如下生。再生示意圖如下: HSO3在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是在陽(yáng)極放電的電極反應(yīng)式是。當(dāng)陰極室中溶液當(dāng)陰極室中溶液pH升至升至8以上時(shí)，吸收液再生以上時(shí)，吸收液再生并循環(huán)利用。簡(jiǎn)述再生原理。并循環(huán)利用。簡(jiǎn)述再生原理。第15頁(yè)/共30頁(yè)電解計(jì)算電解計(jì)算例例1：用兩支惰性電極插入：用兩支惰性電極插入500mL AgNO3溶液溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從從6.0變?yōu)樽優(yōu)?.0時(shí)時(shí)（電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣放出，且電解液在前后（電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣放出，且電解液在前后體積變化可以忽略），陰極上析出的質(zhì)量大約體積變化可以忽略），陰極上析出的質(zhì)量大約是是 A27mg B

12、54 mg C108 mg D216 mg第16頁(yè)/共30頁(yè)與電解的計(jì)算：與電解的計(jì)算： 可以利用可以利用總反應(yīng)式或電極反應(yīng)式總反應(yīng)式或電極反應(yīng)式，找出各，找出各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算； 也可以依據(jù)也可以依據(jù)電子得失守恒電子得失守恒，建立已知量和，建立已知量和未知量之間的定量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，一般而言，未知量之間的定量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，一般而言， 在在陽(yáng)極陽(yáng)極：4e 2Cl2(Br2、I2) O2 4H 在在陰極陰極：4e 2H2 2Cu 4Ag 4OH第17頁(yè)/共30頁(yè)例例2：常溫下電解：常溫下電解200mL一定濃度的一定濃度的 NaCl和和CuSO4混合溶液，理論上

13、兩極所得氣體的體積體積隨時(shí)間混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示變化的關(guān)系如圖所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積的體積)。根據(jù)圖中信息回答下列問(wèn)題：。根據(jù)圖中信息回答下列問(wèn)題：通過(guò)計(jì)算推測(cè)：通過(guò)計(jì)算推測(cè)：原混合溶液原混合溶液NaCl和和CuSO4的物質(zhì)的量濃度。的物質(zhì)的量濃度。t2時(shí)所得溶液的時(shí)所得溶液的pH。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積與陰極相比，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體體積與陰極相比，明顯小于對(duì)應(yīng)時(shí)間段的理論值。試簡(jiǎn)要分析其可能明顯小于對(duì)應(yīng)時(shí)間段的理論值。試簡(jiǎn)要分析其可能原因。原因。 第18頁(yè)/共30頁(yè)例例3：按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)

14、驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題：按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題：（1）判斷裝置的名稱(chēng)：）判斷裝置的名稱(chēng)：A池為池為_(kāi)，B池為池為_(kāi)。（2）鋅極為）鋅極為_(kāi)極，電極反極，電極反應(yīng)式為應(yīng)式為_(kāi)；銅極為；銅極為_(kāi)極，電極反應(yīng)式為極，電極反應(yīng)式為_(kāi)；石墨棒；石墨棒C1為為_(kāi)極，電極極，電極反應(yīng)式為反應(yīng)式為_(kāi)；石墨棒；石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)。（3）當(dāng)）當(dāng)C2極析出極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），鋅的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），鋅的質(zhì)量變化為（增加或減少）質(zhì)量變化為（增加或減少）_g，CuSO4溶液的溶液的質(zhì)量變化為（增加或減少）質(zhì)量變化為（增加或減少）_g。 第19頁(yè)/共30頁(yè)原電

15、池和電解池的區(qū)分、判定，可從以下幾原電池和電解池的區(qū)分、判定，可從以下幾個(gè)方面入手：個(gè)方面入手： 1.若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定。根據(jù)原電池的形成條件判定。 2.若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池。中，則可能是電解池。 3.若為無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路，則若為無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)利用題中信息找出能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的裝置，即為原電池。應(yīng)的裝置，即為原電池。第20頁(yè)/共30頁(yè) 解答串聯(lián)電解池問(wèn)題的重要依據(jù)是解答串聯(lián)電解池問(wèn)題的重要依據(jù)是電

16、子守電子守恒恒，即串聯(lián)電路中通過(guò)各電極的電子總數(shù)是相，即串聯(lián)電路中通過(guò)各電極的電子總數(shù)是相等的，各電極上的產(chǎn)物及其物質(zhì)的量可以不同，等的，各電極上的產(chǎn)物及其物質(zhì)的量可以不同，但各電極上發(fā)生氧化與還原反應(yīng)時(shí)得失電子的但各電極上發(fā)生氧化與還原反應(yīng)時(shí)得失電子的總數(shù)必須相等?？倲?shù)必須相等。第21頁(yè)/共30頁(yè)練習(xí)：圖中電極練習(xí)：圖中電極a、b分別為分別為Ag電極和電極和Pt電極，電極電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共兩極上共收集到收集到336 mL（STP）氣體?；卮穑海怏w?；卮穑?（1）直流電源中，）直流電源中，M為為_(kāi)極。極。（2）Pt電

17、極上生成的物質(zhì)是電極上生成的物質(zhì)是_，其質(zhì)量為，其質(zhì)量為_(kāi)g。（3）電源輸出的電子與電極）電源輸出的電子與電極b、c、d生成的物質(zhì)的物生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為質(zhì)的量之比為2 _ _ _。（4）AgNO3溶液的濃度溶液的濃度_（填增大、減小或不變，（填增大、減小或不變，下同），下同），AgNO3溶液的溶液的pH_，H2SO4溶液的濃度溶液的濃度_，H2SO4溶液的溶液的pH_。（5）若）若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)樽優(yōu)?.02%，則原有則原有5.00%的的H2SO4溶液為溶液為_(kāi)g。第22頁(yè)/共30頁(yè) 進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)計(jì)算時(shí)，如電極產(chǎn)物的質(zhì)量或質(zhì)進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)計(jì)算時(shí)

18、，如電極產(chǎn)物的質(zhì)量或質(zhì)量之比，溶液的量之比，溶液的pH或金屬的相對(duì)原子質(zhì)量等，一定或金屬的相對(duì)原子質(zhì)量等，一定要緊緊抓住陰、陽(yáng)極或正、負(fù)極的電極反應(yīng)中得失電要緊緊抓住陰、陽(yáng)極或正、負(fù)極的電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等這一規(guī)律。子數(shù)相等這一規(guī)律。第23頁(yè)/共30頁(yè)KOH溶液溶液放 電充 電Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2第24頁(yè)/共30頁(yè)總結(jié)：電解池陰、陽(yáng)極的確定方法總結(jié)：電解池陰、陽(yáng)極的確定方法第25頁(yè)/共30頁(yè)練習(xí)：從練習(xí)：從H+、Na+、Cu2+、Ba2+、Cl-、SO42-離子中，離子中，選出恰當(dāng)?shù)碾x子組成一種電解質(zhì)，將電解質(zhì)溶液按選出恰當(dāng)?shù)碾x子組成一種電解質(zhì)，將電解質(zhì)溶液按下列要求進(jìn)行電解下列要求進(jìn)行電解(均是惰性電極均是惰性電極)： (1)電解時(shí)電解質(zhì)含量減小，水量不變，則所采用電解時(shí)電解質(zhì)含量減小，水量不變，則所采用的電解質(zhì)是的電解質(zhì)是 ； (2)電解時(shí)電解質(zhì)的質(zhì)量保持不變，水量減小，則電解時(shí)電解質(zhì)的質(zhì)量保持不變，水量減小，則所采用的電解質(zhì)是所采用的電解質(zhì)是 ； (3)電解時(shí)電解質(zhì)和水的質(zhì)量都發(fā)生變化，則所采電解時(shí)電解質(zhì)和水的質(zhì)量都發(fā)生變化，則所采用的電解質(zhì)是用的電解質(zhì)是 ； 第26頁(yè)/共30頁(yè)