电解池复习课Word文档下载推荐.docx
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如:
(1)电解NaCl溶液:
2NaCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大
⑵电解CuSO4溶液:
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
溶质、溶剂均被电解,PH减小。
⑶电解CuCl2溶液:
CuCl2
Cu+Cl2↑
电解盐酸:
2HCl
H2↑+Cl2↑
溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。
⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液:
2H2O
2H2↑+O2↑,溶质不变,实际上是电解水,PH分别减小、增大、不变。
酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用)。
⑸电解熔融NaOH:
4NaOH
4Na+O2↑+H2O↑
⑹用铜电极电解Na2SO4溶液:
Cu+2H2O
Cu(OH)2+H2↑
(注意:
不是电解水。
)
6.电解液的PH变化:
根据电解产物判断。
口诀:
“有氢生成碱,有氧生成酸;
都有浓度大,都无浓度小”。
(“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度)
7.使电解后的溶液恢复原状的方法:
先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应,再将其化合物投入电解后的溶液中即可。
①NaCl溶液:
通HCl气体(不能加盐酸);
②AgNO3溶液:
加Ag2O固体(不能加AgOH);
③CuCl2溶液:
加CuCl2固体;
④KNO3溶液:
加H2O;
⑤CuSO4溶液:
CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3)等。
8.电解方程式的实例(用惰性电极电解):
电解质溶液
阳极反应式
阴极反应式
总反应方程式
(条件:
电解)
溶液酸碱性变化
2Cl--2e-=Cl2↑
Cu2++2e-=Cu
CuCl2=Cu+Cl2↑
——
HCl
2H++2e-=H2↑
2HCl=H2↑+Cl2↑
酸性减弱
Na2SO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑
2H2O=2H2↑+O2↑
不变
H2SO4
消耗水,酸性增强
NaOH
消耗水,碱性增强
NaCl
2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
H+放电,碱性增强
CuSO4
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4
OHˉ放电,酸性增强
9、电解池与原电池的区别
装置
原电池
电解池
实例
原理
使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使电流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。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件
①电极:
两种不同的导体相连;
②电解质溶液:
能与电极反应。
①电源;
②电极(惰性或非惰性);
③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
电极名称
由电极本身性质决定:
正极:
材料性质较不活泼的电极;
负极:
材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:
连电源的正极;
连电源的负极;
电极反应
Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
2H++2e-=H2↑(还原反应)
Cu2++2e-=Cu(还原反应)
2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极;
阳极→电源正极
电流方向
正极→负极
电源正极→阳极;
阴极→电源负极
能量转化
化学能→电能
电能→化学能
应用
①抗金属的电化腐蚀;
②实用电池。
①电解食盐水(氯碱工业);
②电镀(镀铜);
③电冶(冶炼Na、Mg、Al);
④精炼(精铜)。
10、电解原理的应用:
A、电解饱和食盐水(氯碱工业)
反应原理
2Cl--2e-==
Cl2↑
2H++2e-==H2↑
总反应:
2NaCl+2H2O
H2↑+Cl2↑+2NaOH
⑵设备(阳离子交换膜电解槽)
⑴组成:
阳极—Ti、阴极—Fe
⑵阳离子交换膜的作用:
它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。
⑶制烧碱生产过程(离子交换膜法)
①食盐水的精制:
粗盐(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)
②电解生产主要过程(见图20-1):
NaCl从阳极区加入,H2O从阴极区加入。
阴极H+放电,破坏了水的电离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。
B、电解冶炼铝
⑴原料:
(A)、冰晶石:
Na3AlF6=3Na++AlF63-
(B)、氧化铝:
铝土矿
NaAlO2
Al(OH)3
Al2O3
⑵原理
阳极
2O2--4e-=O2↑
阴极
Al3++3e-=Al
4Al3++6O2ˉ
4Al+3O2↑
⑶设备:
电解槽(阳极C、阴极Fe)
因为阳极材料不断地与生成的氧气反应:
C+O2→CO+CO2,故需定时补充。
C、电镀:
用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。
阳极——镀层金属或惰性电极
阴极——待镀金属制品
②电镀液:
含有镀层金属离子的电解质溶液。
溶液中CuSO4的浓度保持不变或变
⑶在电镀控制的条件下,水电离出来的H+和OHˉ一般不起反应。
⑷电镀液中加氨水或NaCN的原因:
使Zn2+离子浓度很小,镀速慢,镀层才能致密、光亮。
D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。
E、电解精炼铜:
粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu2+。
铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成“阳极泥”。
⑴、电解饱和食盐水:
阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑。
总反应式为:
H2↑+Cl2↑+2NaOH。
⑵、粗铜的提纯:
①粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液(含铜离子的电解质溶液)作电解液。
②电极反应:
Cu2++2e-=Cu
Cu-2e-=Cu2+
Fe-2e-=Fe2+
Zn-2e-=Zn2+
③阳极泥:
比铜不活泼的金属杂质(金银等贵重金属)沉积在阳极底部。
④说明:
电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度变小。
11.电解、电离和电镀的区别
电解
电离
电镀
条件
受直流电作用
受热或水分子作用
实质
阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应
阴阳离子自由移动,无明显的化学变化
用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金
CuCl2
Cu+Cl2
CuCl2==Cu2++2Clˉ
阳极Cu-2e-=Cu2+
阴极Cu2++2e-=Cu
关系
先电离后电解,电镀是电解的应用
电镀铜
精炼铜
镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必须含有镀层金属的离子
粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解液
Zn-2e-=Zn2+
Cu-2e-=Cu2+等
Cu2++2e-=Cu
溶液变化
电镀液的浓度不变
溶液中溶质浓度减小
12.电镀铜、精炼铜比较
课堂练习:
1、把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
若A、B相连时,A为负极;
C、D相连,D上有气泡逸出;
A、C相连时A极减轻;
B、D相连,B为正极。
则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为
A.A>B>C>D
B.A>C>B>D
C.A>C>D>B
D.B>D>C>A
2、电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是:
Zn+2OH--2e=ZnO+H2O
Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-
下列判断正确的是
A.锌为正极,Ag2O为负极。
B.锌为负极,Ag2O为正极。
C.原电池工作时,负极区溶液PH减小。
D.原电池工作时,负极区溶液PH增大。
3.用石墨作电极电解CuCl2溶液,当通电一段时间后,阳极收集到2.24L气体(标准状况)。
下列有关说法正确的是()
A、阴极生成的铜为3.2g
B、上述电解过程中共转移0.2mol电子
C、电解得到的Cu的物质的量为0.5mol
D、电解后溶液呈碱性
4、 高考真题:
(07II)10.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是
A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极有O2逸出
D.铜片上有H2逸出
5、(08II)10.右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置,通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊
溶液,下列实验现象正确的是()
A.逸出气体的体积:
a电极的小于b电极的
B.电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
6、(2011新课标)11.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是(
)
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低