搜索
第四章电化学基础2020年2月14日星期五第2课时电解原理的应用1.阴离子放电的顺序：非惰性电极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞非还原性含氧酸离子根＞F-2.阳离子的放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞金属活动顺序表中位置在H前面的金属阳离子电解时电极产物的判断用惰性电极电解下列物质的溶液,填表并写出电极反应电解质溶液中离子阴极产物阳极产物电解过程溶液PH值H2SO4HClNaOHNaClK2SO4CuCl2CuSO4H+OH-SO42-H+OH-Cl-Na+H+OH-Na+Cl-H+OH-K+SO42-H+OH-Cu2+Cl-H+OH-Cu2+SO42-H+OH-H2O2H2Cl2H2O2H2Cl2H2O2CuCl2CuO2减小增大增大增大不变增大减小电解饱和食盐水实验石墨石墨NaCl溶液【实验】以惰性材料作电极,电解滴有几滴酚酞的饱和食盐水,并以湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物,观察实验现象。观察到的现象:阳极:阴极:放出有刺激性气味的气体，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝放出无色、无味气体，附近溶液变红2Cl—－2e—=Cl2↑2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解石墨石墨NaCl溶液电解饱和食盐水实验二.电解原理的应用——氯碱工业阳极(石墨):2Cl—－2e—=Cl2↑【氧化反应】阴极(石墨):2H++2e—=H2↑【还原反应】2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑电解(一)电解饱和食盐水反应原理(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为:.(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式:.第一个问题:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O混合遇火或遇强光爆炸解决方法:使用离子交换膜提示:第二个问题:精制食盐水由于粗盐中含有泥沙Ca2+Mg2+Fe3+SO42-等杂质,会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜,那么如何除去这些杂质呢?3.所有试剂只有过量才能除尽,你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗?2.用什么试剂除去Ca2+Mg2+Fe3+SO42-?1.用什么方法除去泥沙?略过量Na2CO3溶液Na+Cl-Mg2+Ca2+Fe3+SO42-除SO42-除Ca2+Ba2+略过量NaOH溶液除Fe3+Mg2+略过量BaCl2溶液适量HCl溶液调节PH除CO32-OH-泥沙Na+Cl-Mg2+Ca2+Fe3+SO42-Na+Cl-Mg2+Ca2+Fe3+引入Ba2+Na+Cl-Ca2+Ba2+引入OH-Na+、Cl-、CO32-、OH-Na+Cl-沉降除泥沙(二)离子交换膜法制烧碱(二)离子交换膜法制烧碱1.装置•阳极:金属钛网(涂有钛钌等氧化物)•阴极:碳钢网(涂有镍涂层)•阳离子交换膜:只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。•阳极室产物:Cl2阴极室产物:NaOH、H2+-精制饱和食盐水水(含少量NaOH)Cl2H2NaOH溶液淡盐水Na+(二)离子交换膜法制烧碱含氯漂白剂有机合成、造纸玻璃、肥皂纺织、印染有机合成氯化物合成农药金属冶炼有机合成HCl盐酸电解饱和食盐水(三)以氯碱工业为基础的化工生产H2NaOH湿氯气湿氢气液碱Cl2二.电解原理的应用——电解精炼铜电解精炼铜原理:①粗铜的溶解与纯铜的生成:阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+阴极(纯铜):Cu2++2e-=Cu②比铜活泼的金属:Zn、Fe、Ni只溶解,不析出;③比铜不活泼的金属:Au、Pt不溶解,而以单质沉积形成阳极泥;④电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程。(1)阳极:镀层金属。阴极:待镀的金属制品。电镀液:用含有镀层金属离子的溶液。[过程中电镀液的浓度保持不变](2)实质:阳极参加反应的电解。(3)阴极必须可以导电,且表面洁净、光滑。(4)为了使镀层均匀、美观,电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定,常制成络离子。二.电解原理的应用——电镀二.电解原理的应用——电冶金由于电解是最强有力的氧化还原手段,所以电解法是冶炼金属的一种重要的方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法。1.钠的冶炼——电解熔融的NaCl阳极:2Cl-－2e-=Cl2↑阴极:2Na++2e-=2Na总反应:2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑电解熔融氯化钠制钠阴极:4Al3++12e-=4Al阳极:6O2--12e-=3O2↑总反应:2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑2.铝的冶炼——电解熔融Al2O3烟罩阳极C电解质熔融态铝钢壳钢导电棒耐火材料阴极C铝电解槽二.电解原理的应用——电冶金思考:为什么电解熔融氧化铝不用AlCl3?冶炼铝设备图阳极C电解质烟罩熔融态铝钢壳钢导电棒阴极C耐火材料冰晶石(Na3AlF6)熔剂使Al2O3在较低温度下熔化1.分析下图,()是原电池,()是电解池①③⑤⑥⑦【练习】（3）原电池的正极和电解池阳极均发生氧化反应（）（2）电解质溶液导电过程就是电解过程（）2.判断（1）电解、电离均需要通电才能实现（）√××3.右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c,d为石墨电极,则下列有关判断正确的是（）A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变C4.在标准状况下,用铂电极电解CuSO4溶液,当阴极产生6.4g铜时,阳极放出的气体是（）A.1.12LH2B.1.12LO2C.2.24LH2D.2.24LO2B5.在铜的精炼过程中,下列说法错误的是（）A.阳极是粗铜,其中锌银等杂质均失电子被氧化B.阴极上首先析出铜C.粗铜不断溶解D.电解溶液为硫酸铜溶液A6.用石墨作电极,电解1mol/L下列物质的溶液,溶液的pH值保持不变是（）A.HClB.NaOHC.Na2SO4D.NaClC7.如图所示,ABC三个装置中分别盛装足量的CuCl2溶液(1)ABC三个装置中属于原电池的是(填标号,下同),属于电解池的是。(2)A池中Zn是极,发生反应(填“氧化”或“还原”,下同),电极反应式为;Cu是极,发生反应,电极反应式;A池中总反应的化学方程式。ABC负氧化Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu正还原Cu2++Zn=Zn2++Cu(3)B池中C是极,发生反应,电极反应为;Pt是极,发生反应,电极反应为;B池中总反应的化学方程式。阴还原Cu2++2e-=Cu2Cl--2e-=Cl2↑氧化CuCl2Cu+Cl2↑阳8.(2004年广东、广西化学)PH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pHa,则该电解质可能是（）A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO4A9.用石墨作电极电解CuCl2NaCl的混合溶液时,阴极析出的物质是_____;阳极产物是_____。10.两极都用银片作电极电解AgNO3时,阳极的产物是____,阴极的产物是____。CuCl2AgAg+11.(2003广东)用惰性电极实现电解,下列说法正确的是（）A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1D12.下列说法或实验现象的描述不正确的是（）A.铜铁片紧靠一起浸入稀硫酸中铜片表面有气泡;B.铜片插入氯化铁溶液中,铜片表面出现一层铁;C.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速度加快;D.与电源负极相连的是电解槽的阴极。13.下列关于铜电极的叙述,不正确的是（）A.铜锌原电池中铜是正极;B.电解法精炼粗铜时粗铜作阳极;C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极;D.电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极。BD14.在外界提供相同电量的条件下,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e-=Cu和Ag++e-=Ag在电极上放电,其析出铜的的质量为1.92g,则析出银的质量为（）A.1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96gB15.将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出K、Mg、Al的物质的量之比为（）A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:2D16.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3:1。用石墨做电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是（）A.阴极自始至终只析出H2B.阳极先析出Cl2,后析出O2C.电解最后阶段为电解水D.溶液pH不断增大,最后为7D17.Cu+H2SO4CuSO4+H21.写出电极反应式Cu(Ⅰ)。Cu(Ⅱ)。2.写出直流电源的电极名称a:,b:。2H+＋2e-＝H2↑Cu-2e-＝Cu2+电解负极正极直流电源Cu(Ⅰ)Cu(Ⅱ)ab稀硫酸溶液18.在50mL0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电极,通电电解(不考虑水分蒸发),则:(1)若两极均为铜片,试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化。(2)若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式是:,。(3)如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电当电路中有0.01mol电子通过时,阴极增重g,阴极上的电极反应式是。不变0.32Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝Cu19.如图所示装置,指出AB池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。A池:原电池B池:电解池a负极:Zn-2e-=Zn2+b正极:2H++2e-=H2工作一段时间后溶液pH增大c阳极:4OH--4e-=2H2O+O2d阴极:Cu2++2e-=Cu工作一段时间后溶液pH减小20.如上图所示,通电后A极上析出Ag,对该装置的有关叙述正确的是（）A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解时,甲、乙、丙三池中,除E、F两极外,其余电极均参加了反应D.通电后,甲池PH减小,而乙丙两池PH不变B