常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫

常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電解CuSO4溶液：用惰性電極陰極：2Cu2++4e-=2Cu陽極：2H2O－4e-=O2↑+4H+總反應(yīng)式：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+電解寫出電極反應(yīng)式及電解方程式；分析溶液PH的變化、溶液減少的量是？又如：Cu(NO3)2、AgNO3

第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電解水（Na2SO4溶液）：用惰性電極陰極：2H++2e-=H2↑陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2O總反應(yīng)式：2H2O2H2↑+O2↑電解只讓水的H＋(水)、OH－(水)放電放電順序在Cl－以后的陰離子、Cu2＋以前的陽離子所組成的酸、堿、鹽溶液，但陽極用惰性電極（Pt、Au、C等）如電解：H2SO4

、NaOH、Na2SO4

等；并分析其pH變化？第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電解精煉銅原理①粗銅的溶解與純銅的生成：陽極（粗銅）：Cu－2e-=Cu2+陰極（純銅）：Cu2++2e-=Cu②比銅活潑的金屬：Zn.Fe.Ni只溶解，不析出；③比銅不活潑的金屬：Au.Pt.不溶解，而以單質(zhì)沉積形成陽極泥；④電解質(zhì)溶液中CuSO4的濃度基本不變；第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電鍍銅1、電鍍銅的裝置：鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；2、電鍍銅的原理：陽極（鍍層金屬）：Cu－2e-=Cu2+陰極（鍍件）：Cu2++2e-=Cu電鍍液濃度不變待鍍鐵制品銅片－＋CuSO4溶液第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月原電池電解池電鍍池定義化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。形成條件①活動(dòng)性不同兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①兩電極接直流電源②電極插人電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬等)陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)要點(diǎn)一：原電池、電解池、電鍍池的比較第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月電極反應(yīng)及總反應(yīng)：陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反應(yīng)）陰極反應(yīng)：2H++2e－＝H2↑（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑電解陰極區(qū)陽極區(qū)總反應(yīng)離子方程式：

2Cl－

+2H2O2OH－

+H2↑+Cl2↑電解氯堿工業(yè)第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月離子交換膜法制燒堿：1、離子交換膜電解槽的組成：由陽極（金屬鈦網(wǎng)）、陰極（碳鋼網(wǎng)）、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成；每個(gè)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成；裝置2、陽離子交換膜的作用：將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（Na+）通過，而阻止陰離子（Cl－、OH－）和氣體通過。可防止H2、Cl2混合爆炸，也可防止Cl2與NaOH反應(yīng)。第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、食鹽的精制：（1）粗鹽的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－雜質(zhì)，會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，損壞離子交換膜；（2）雜質(zhì)的除去過程：粗鹽水含少量Ca2+.Mg2+精制鹽水第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月例：某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)x·nH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：①金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量及x、n值；②電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。

Mx++xe-=M0.005mol0.01mol0.32g所以：x=2；M=64；n=3產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=1第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電解產(chǎn)物的產(chǎn)量的計(jì)算：

依據(jù)電極反應(yīng)式中，轉(zhuǎn)移電量與產(chǎn)量成正比，且各電極通過的電量相等，即可求解。[例]

用兩支惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略），電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是（）。

A．27mg

B．54mg

C．108mg

D．216mg第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月[解]H+物質(zhì)的量=0.5L×（10-3-10-6）mol/L=0.5L×10-3mol/L=5×10-4mol（1）

利用關(guān)系式求解：H＋————OH－―——e－———Ag1mol(放電)108g5x10-4mol則54x10-3g=54mg（2）

利用方程式求解：4AgNO3+2H2O4HNO3+O2↑+4Ag↓

1mol

108g5x10-4mol則54x10-3g=54mg答：B。第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】在25℃和1×105Pa下，用鉑電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)陰極產(chǎn)生6.4g銅時(shí)，陽極放出（）A．1.2L氫氣B．1.2L氧氣C．2.4L氫氣D．2.4L氧氣分析：用鉑電極進(jìn)行電解，兩極反應(yīng)為：陰極：Cu2++2e－=Cu，陽極：4OH－－4e－=2H2O+O2↑電解時(shí)陰極上流入的電子數(shù)等于陽極上流出的電子數(shù)，且兩極產(chǎn)物的關(guān)系為Cu---1/2O2.陽極上產(chǎn)生氣體為氧氣，其體積為：6.4÷64×22.4/2=1.12L(標(biāo)況）則25℃和101Kpa下體積：1.12×(273+25)÷273=1.2L答案：B第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】如下圖，X，Y分別是電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是()分析：根據(jù)題意，通電后a極板質(zhì)量增加，說明有金屬析出，由此可知a極為電解池的陰極，則X為電源負(fù)極，B、C均不符合；又b極放出的是無色無臭的氣體，可淘汰D．答案：A第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例3】將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g（假設(shè)電解時(shí)該電極無H2析出，且不考慮水解和溶液體積變化）．此時(shí)溶液中c(H+)約為

()A．4×10-3mol/L

B．2×10-3mol/LC．1×10-3mol/L

D．1×10-7mol/L【例4】用石墨作電極，電解1mol/L下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是

()A．HClB．NaOHC．NaClD．Na2SO4第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月pH下降即c(H+)增大，引起c(H+)增大的情況有以下幾種：①電解不活潑金屬的含氧酸鹽溶液，OH—放電，H+不放電；②電解含氧酸溶液，H+和OH—均放電，由于電解水，酸的濃度變大．引起pH增大的情況有以下幾種：①電解活潑金屬的無氧酸鹽及無氧酸的溶液，H+放電，OH—不放電；②電解強(qiáng)堿溶液，H+和OH－均放電，但堿的濃度變化大；③電解CuCl2溶液，可用極限思維去考慮．由于CuCl2水解，原溶液顯酸性，設(shè)想CuCl2完全電解，當(dāng)反應(yīng)完成后，酸性溶液變成了中性水，故pH變大．第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例5】用鉑作電極電解一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液．電解結(jié)束后，向剩余電解液中加適量水，能使溶液和電解前相同的是（）

A．AgNO3

B．H2SO4

C．NaOH

D．NaCl【例6】以鉑為陽極，銅為陰極，電解硫酸銅水溶液，在陽極和陰極上析出物質(zhì)的質(zhì)量比是

（）A．1∶8；B．8∶1；C．1∶4；D．4∶1【例7】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為（

）

A、0.1mol

B、0.2mol

C、0.3mol

D、0.4mol

第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例8】將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為（）A．1∶2∶3

B．3∶2∶1C．6∶3∶1

D．6∶3∶2【例9】將含有0.400molCu(NO3)2和0.400molKCl的水溶液1L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上析出0.300molCu，此時(shí)在另一電極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為()A．3.36LB．6.72LC．大于3.36L，小于5.60LD．大于5.60L，小于6.72L第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例10】如圖所示，通電5min后，第③極增重2.16g，同時(shí)在A池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224mL，設(shè)A池中原混合液的體積為200mL，求通電前A池中原混合溶液Cu2+的濃度。第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）電池中P是______極，Q是______極。（2）A極上電極反應(yīng)為______。（3）當(dāng)電路中通過2.408×1022個(gè)電子時(shí)，B極上沉淀出1.27gM，則M的計(jì)算式為______。（4）如果將電池的正負(fù)極交換，接入原電路通過1.204×1022個(gè)電子時(shí)，看到B極上______．電極反應(yīng)為______，A極上析出______g______，電極反應(yīng)為______（假設(shè)M為Cu）。【例11】上圖是兩種溶液進(jìn)行電解的裝置。電極A是由金屬M(fèi)制成的，M的硝酸鹽的化學(xué)式為M(NO3)2，B，C，D都是鉑電極，P，Q是電池的兩極，電路接通后，電極B上金屬M(fèi)沉淀出來：電極反應(yīng)為______，同時(shí)電極C產(chǎn)生______，電極反應(yīng)為______，電極D產(chǎn)生______，電極反應(yīng)為______。第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例12】如圖2-17，E為沾有Na2SO4溶液的濾