《电解原理的应用》(好)

电解反应实例实例被电解物质电解产物化学方程式镁的制取熔融氯化镁氯气,金属镁MgCl2Mg+Cl2铝的制取熔融氧化铝氧气,金属铝2Al2034Al+302钠的制取熔融氯化钠氯气,金属钠2NaCl2Na+Cl2氯碱工业食盐水氢氧化钠,氯气,氢气2NaCl+2H202Na0H+H2+Cl2通电通电通电通电写出电解饱和食盐水的电极反应：阴极：阳极：总反应方程式：2H++2e-→H2↑2Cl--2e-→Cl2↑2H2O+2NaCl→H2↑+Cl2↑+2NaOH电解Ｃl2Ｈ2NaOH2Cl-+2H2O→Cl2↑+H2↑+2OH-通电1、电解池：把电能转化为化学能的装置。电解池电解：使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。与电源正极相连阳极与电源负极相连发生氧化反应阳离子移向阴离子移向发生还原反应阴极CCCuCl2溶液2构成电解池的条件是电能转变为化学能的装置！①直流电源；与电源负极相连的电极为阴极与电源正极相连的电极为阳极②与电源相连的两极③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。CCCuCl2溶液3、电解池的工作原理阴极：阳极：氧化反应→电子流出失电子→还原反应得电子极电子流入→4、电子的流向:电子从电源的负极流到电解池的阴极，再从阳极流回电源正极。（注：电子只在导线上移动，不能在溶液中移动）5、溶液中离子移动的方向:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动.惰性电极与活性电极：惰性电极(铂、金、石墨)：仅仅导电，不参与反应活性电极（除铂、金外的金属）：既可以导电、又可以参与电极反应电解氯化铜溶液微观模拟电解CuCl2溶液分析：1、溶液中存在哪些离子？通电后向哪个方向移动？2、分析闭合开关后，外电路的电子移动，想一想阴极的电子给了谁？从阳极流出的电子来自于谁？试写两极反应时。现象：与电源负极相连石墨（阴极）---有红色物质出；与电源正极相连石墨（阳极）---有使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体放出。阳极：(Cl-、OH-）阴极：(Cu2+、H+)CuCl2→Cu+Cl2↑电解2Cl-－2e-→Cl2↑Cu2+＋2e-→Cu总反应式：（氧化反应）（还原反应）电极产物反思为什么不是氧气呢？为什么不产生氢气呢？说明：得失电子的能力不同失电子能力：Cl-＞OH-得电子能力：Cu2+＞H+放电能力放电次序离子放电顺序（1）电解池阴极阳离子放电能力（得电子能力）逐渐增强K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+（水中）Zn2+Fe2+Pb2+H+（酸中）Cu2+Hg2+Ag+（2）电解池阳极（FeCuAg等金属）Cl－OH－含氧酸根阴离子放电（失电子）能力：逐渐减弱分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子【思考】“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH值的变化如下图曲线：（1）电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是什么？（2）“实验派”的实验结论是，该观点的理由是（从化学原理上加以简述）:随着电解的进行,溶液的pH下降.生成的氯气溶于水使溶液酸性增强.氯化铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性.二、电解原理的应用一、氯碱工业（1）原理Fe(－)阴极放电能力：H＋＞Na+电极反应:C(+)阳极放电能力：Cl－＞OH－电极反应:2Cl－－2e→Cl2↑总反应离子方程式：2H2O+2e→H2↑+2OH－2Cl－+2H2O→Cl2↑+H2↑+2OH－通电CFe离子交换膜法电解原理（2）食盐水的精制:•1、精制的要求:除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－•2、精制的原因:a.防止制得的成品烧碱中混有杂质.b.防止电解过程中产生Mg(OH)2等难溶性杂质,堵塞石棉隔膜孔隙.•（1）在NaCl溶液中,NaCl电离出，H2O电离出。通电后，在电场的作用下，向阴极移动，向阳极移动。在阳极，由于容易失去电子，被氧化生成。阳极方程式：;（2）在阴极，由于容易得到电子被还原生成．使H2O电离向右移动，因此阴极浓度增大PH。•阴极方程式：。2Cl--2e-→Cl22H++2e-→H2Na+、Cl-H+、OH-Cl-、OH-Cl-Cl2H+H2OH-增大Na+、H+氯碱工业：离子交换膜法制烧碱•总化学方程式：;•总离子方程式:.•(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：•___________，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？NaOH2HClOH2NaCl2222电解OH2HClOH2Cl2222电解阴极附近的溶液无色变为红色阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,产生气体可以使湿润KI淀粉试纸变蓝色.－+Cl2Cl-Cl—H2Na+H+OH—淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜阳极金属钛网阴极碳钢网阳极室阴极室(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(1)生产设备名称：阳离子交换膜电解槽阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。(2)离子交换膜的作用：a、防止Cl2和H2混合而引起爆炸b、避免Cl2与NaOH反应生成NaClO影响NaOH的产量。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？粗盐的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水杂质的除去过程：粗盐水含少量Ca2+.Mg2+精制盐水)SO(BaCl242除过量)(除泥沙及沉淀过滤)Ba.Ca(CONa2232除过量)CO(23除适量盐酸)Mg.Ca(22除阳离子交换塔)Fe.Mg(NaOH32除过量→Zn2+二、铜的电解精炼阳极：Cu-2e-→Cu2阴极：Cu2++2e-→Cu杂质比铜活泼的Zn、Fe等：Zn—2e-Fe—2e-→Fe2+活泼性在铜之后的银、金等：还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。+精炼铜一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须利用电解的方法精炼粗铜。粗铜含杂质(ZnFeNiAgAu等)请设计一装置图，标明电极材料，电解质溶液纯铜粗铜阳极：Zn-2e-→Zn2+Fe–2e-→Fe2+Ni-2e-→Ni2+Cu-2e-→Cu2+ZnFeNiCuAgAu阴极:Cu2++2e-→Cu阳极泥问：电解完后，CuSO4溶液的浓度有何变化？略CuSO4溶液想一想？如果要在某铁制品表面镀上一层银，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。阴极——某铁制品阳极——金属银电镀液——含有硝酸银的溶液阳极：Ag→Ag++e-阴极：Ag+＋e－→Ag三、电镀1、定义：利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。2、目的：4、电镀的特点：3、电镀材料的选择：阴极——镀件电镀液——含有镀层金属离子的溶液阳极——镀层金属使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。1）阳极本身参加电极反应2）电解质溶液的浓度保持不变四、电冶金（1）制取金属钠电解熔融氯化钠阳极：2Cl--2e-→Cl2↑阴极：2Na++2e-→2Na总反应：通电2NaCl→2Na+Cl2↑（2）制取金属铝电解熔融氧化铝阳极：6O2--12e-→3O2↑阴极：4Al3++12e-→4Al总反应：通电2Al2O3→4Al+3O2↑注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为熔剂，使Al2O3在较低的温度下熔化例1（2007上海）某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极，发生还原反应B.铂片端作阴极，发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极，b点是正极D祝你成功例2.如图装置，用离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱。若X电极材料为金属钛网（表面有氧化物涂层），Y电极材料为碳钢网。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。分别收集两极产生的气体并通入淀粉KI溶液中。请回答下列问题：①能使淀粉KI溶液变蓝的是（填“a”或“b”）气体；②其X极的电极反应式为，Y极的电极反应式为；③总反应的化学方程式为。a2Cl-→Cl2↑+2e－2H++2e－→H2↑2NaCl+2H2O→H2↑+Cl2↑+2NaOH通电2．(2007年高考上海化学卷，电解)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()铂片滤纸铅笔祝你成功ab直流电源(A)铅笔端作阳极，发生还原反应(B)铂片端作阴极，发生氧化反应(C)铅笔端有少量的氯气产生(D)a点是负极，b点是正极D练习•分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。1．下列说法或实验现象的描述不正确的是（）。A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．把铜片插入氯化铁溶液中，在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2．100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）。A．加入适量的6mol/L的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液3．下列关于铜电极的叙述，正确的是（）。A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时，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•4、A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为：（）•①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解•②电解摩尔浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极)•A、ABCB、BCA•C、CABD、BAC5．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于氧化反应的是（）A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应6．下列描述中，不符合生产实际的是（）A．电解熔融的氯化钠制取金属钠，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极•7．右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（）•A．a为负极、b为正极•B.a为阳极、b为阴极•C.电解过程中，氯离子浓度不变•D.电解过程中，d电极质量增加•8下列说法错误的是()•A、由电能转化为化学能的装置叫电解池•B、在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极•C、在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极•D、电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应•9、下列关于实验现象的描述不正确的是()•A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡•B．用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌•C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁•D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快10、能用电解原理说明的问题是（D）•