C7-3-1電解原理課件

電解原理與應(yīng)用C7-3-1電解原理有序解決電解過程的有關(guān)問題：

1.電解質(zhì)溶液中存在的離子

2.陰、陽離子在外電場(chǎng)作用下的定向遷移

3.電極方程式

4.溶液的pH變化

5.消耗的物質(zhì)及定量關(guān)系C7-3-1電解原理電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置1.電離：陽離子＋陰離子2.遷移：陰極

陽極3.競(jìng)爭(zhēng)放電：陰極上（還原反應(yīng)）Cu2+＞H+＞Na+

Cu2++2e-=Cu2H++2e-=H2↑陽極上（氧化反應(yīng)）Cl-＞OH-＞SO42-2Cl--2e-=Cl2↑4OH--4e-=2H2O+O2↑C7-3-1電解原理問題1：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)物是什么？分別寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。問題2：如果電解一段時(shí)間后，切斷電源，溶液中存在哪些離子？C7-3-1電解原理問題3：若要增加溶液中的ClO-濃度，在其他條件（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，并畫出裝置圖，說明其原理。問題4：若要杜絕ClO-的產(chǎn)生，有什么辦法？C7-3-1電解原理陽離子交換膜C7-3-1電解原理問題5：將1L物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1的CuSO4和NaCl的混合溶液用下圖裝置進(jìn)行電解，寫出陰陽兩極的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式。問題6：若將上圖裝置中的左邊石墨電極更換為鐵，寫出兩極反應(yīng)式，并描述電解池中可能發(fā)生的現(xiàn)象，寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)式。C7-3-1電解原理陰、陽離子的放電順序陰極上陽離子放電，發(fā)生還原反應(yīng)Ag+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+陽極上陰離子放電，發(fā)生氧化反應(yīng)S2-＞SO32-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞族價(jià)含氧酸根＞F－（惰性電極時(shí)）電極溶解，陰離子不放電（Au、Pt除外）（活性電極時(shí)）C7-3-1電解原理問題7：如圖，畫出電解過程中溶液pH隨時(shí)間t變化的大致曲線圖（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相同，計(jì)算電路中共轉(zhuǎn)移多少mol電子。C7-3-1電解原理NaCl溶液CuCl2溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液熔融NaCl陽極出氧鹵，陰極氫金屬鹽的離子都放電，離子濃度急速減鹽的離子不放電，水耗離子濃度添酸根離子單放電，產(chǎn)物必得鹵、氫、堿金屬離子單放電，產(chǎn)物必得金、氧、酸C7-3-1電解原理練習(xí)：如右圖所示，x、y分別是直流電源的兩極，Z溶液可能為：①稀硫酸；②NaOH溶液；③Na2SO4溶液；④CuCl2溶液；⑤NaCl溶液；⑥稀鹽酸溶液；⑦CuSO4溶液。⑴若通電后發(fā)現(xiàn)a、b兩電極上均有氣體產(chǎn)生，且V(a)︰V(b)=2︰1，則電極a為

極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為

，電極b為

極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為

，Z溶液可能為

。若產(chǎn)生的氣體體積比為1︰1，則陽極的電極反應(yīng)式為

，Z溶液可能為

。⑵若通電后出現(xiàn)a電極的質(zhì)量增加，b電極上有無色無味氣體產(chǎn)生，則電極a為

極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為

，Z溶液可能為

。⑶若通電后出現(xiàn)a電極的質(zhì)量減少，b電極質(zhì)量增加，且質(zhì)量相等。則該裝置可能為

裝置，Z溶液可能為

，a電極反應(yīng)式為

。C7-3-1電解原理例：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)，能使前一種物質(zhì)溶液復(fù)原的是

A.CuCl2、CuCl2B.NaOH、NaOHC.NaCl、HClD.CuSO4、Cu(OH)2

C7-3-1電解原理問題8：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，寫出陽極室和陰極室中的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。問題9：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pH與電解前相比

（填“增大”、“減小”或“不變”）。C7-3-1電解原理問題10：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)了下圖裝置來進(jìn)行海水淡化，你認(rèn)為其原理是什么？C7-3-1電解原理練習(xí)：(2012京)利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。(1)在鈉堿循環(huán)法中，Na2SO3溶液作為吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，該反應(yīng)的離子方程式是

。(2)吸收液吸收SO2的過程中，pH隨n(SO32－)，n(HSO3－)變化關(guān)系如下表：

上表判斷Na2SO3溶液顯

性，用化學(xué)平衡原理解釋：

。

n(SO32－)：n(HSO3－)91：91：11：91pH8.27.26.2C7-3-1電解原理(3)當(dāng)吸收液的pH降至約為6時(shí)，即送至電解槽再生。再生示意圖如下:

①HSO3?在陽極放電的電極反應(yīng)式是

。②當(dāng)陰極室中溶液pH升至8以上時(shí)，吸收液再生并循環(huán)利用。簡述再生原理。C7-3-1電解原理電解計(jì)算例1：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)（電解時(shí)陰極沒有氫氣放出，且電解液在前后體積變化可以忽略），陰極上析出的質(zhì)量大約是

A．27mgB．54mgC．108mgD．216mgC7-3-1電解原理與電解的計(jì)算：⑴可以利用總反應(yīng)式或電極反應(yīng)式，找出各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；⑵也可以依據(jù)電子得失守恒，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，在陽極：4e－~2Cl2(Br2、I2)~O2~4H＋在陰極：4e－~2H2~2Cu~4Ag~4OH－C7-3-1電解原理例2：常溫下電解200mL一定濃度的NaCl和CuSO4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(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。根據(jù)圖中信息回答下列問題：⑴通過計(jì)算推測(cè)：

①原混合溶液NaCl和CuSO4的物質(zhì)的量濃度。

②t2時(shí)所得溶液的pH。⑵實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，陽極產(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。試簡要分析其可能原因。C7-3-1電解原理例3：按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問題：（1）判斷裝置的名稱：A池為______，B池為______。

（2）鋅極為___極，電極反應(yīng)式為______；銅極為____極，電極反應(yīng)式為______；石墨棒C1為___極，電極反應(yīng)式為______；石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______。

（3）當(dāng)C2極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），鋅的質(zhì)量變化為（增加或減少）_____g，CuSO4溶液的質(zhì)量變化為（增加或減少）_____g。C7-3-1電解原理原電池和電解池的區(qū)分、判定，可從以下幾個(gè)方面入手：

1.若無外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定。

2.若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池。

3.若為無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)的裝置，即為原電池。C7-3-1電解原理

解答串聯(lián)電解池問題的重要依據(jù)是電子守恒，即串聯(lián)電路中通過各電極的電子總數(shù)是相等的，各電極上的產(chǎn)物及其物質(zhì)的量可以不同，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。C7-3-1電解原理練習(xí)：圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到336mL（STP）氣體?；卮穑海?）直流電源中，M為___極。（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是_____，其質(zhì)量為_____g。（3）電源輸出的電子與電極b、c、d生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶___∶___∶____。（4）AgNO3溶液的濃度_____（填增大、減小或不變，下同），AgNO3溶液的pH_____，H2SO4溶液的濃度_____，H2SO4溶液的pH______。（5）若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為_____g。C7-3-1電解原理

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)量之比，溶液的pH或金屬的相對(duì)原子質(zhì)量等，一定要緊緊抓住陰、陽極或正、負(fù)極的電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等這一規(guī)律。C7-3-1電解原理判斷下列各電解池的陰、陽極：KOH溶液④Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2①③②C7-3-1電解原理總結(jié)：電解池陰、陽極的確定方法C7-3-1電解原理練習(xí)：從H+、Na+、Cu2+、Ba2+、Cl-、SO42-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)溶液按下列要求進(jìn)行電解(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，則所采用的電解質(zhì)是

；C7-3-1電解原理練習(xí)：Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)：2Cu+H2O=Cu2O+H2。Cu電極為

極，電極反應(yīng)式為

。石墨電極為

極，電極反應(yīng)式為

。當(dāng)電路中有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有

molCu2O生成。C7-3-1電解原理練習(xí)：25℃時(shí)，將兩個(gè)鉑電極電解一定量的飽和Na2SO4溶液。通電一段時(shí)間后，在陰極逸出amol氣體，同時(shí)有Wg