2013高考復習《電解原理及其應用》.ppt

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1、電解原理及其應用應用,高三化學復習,（1）掌握電解的原理，能夠準確判斷電池的陰、陽極； （2）正確書寫兩極所發(fā)生的反應及電解的總化學方程式；會判斷兩極所發(fā)生的是氧化反應，還是還原反應； （3）掌握惰性材料做電極時，離子的放電順序。,復習目標,電解原理及其應用,（1）電解：,（2）電解池（或電解槽）：,1. 基本概念,使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程，叫電解。,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置,2. 電解工作原理,CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-,陽極：2Cl- - 2e- = Cl2 （氧化反應）,2. 電解工作原理,陰極：Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應）,電解

2、池,得到電子 發(fā)生 還原反應,失去電子 發(fā)生 氧化反應,3.電解池中陰、陽極的判斷,(1)根據(jù)所接電源：,(2)根據(jù)得失電子：,(3)根據(jù)反應類型：,(4)根據(jù)離子移動方向：,陽離子向陰極移動；陰離子向陽極移動。,連接電源負極的是陰極，連接正極的是陽極。,陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應,陽極失去電子，陰極得到電子,(5)根據(jù)實驗現(xiàn)象：,電極質(zhì)量增加或放出H2的是陰極。,（1）陽極上失去電子，發(fā)生氧化反應,4.陰、陽極得失電子的順序,（2）陰極上得到電子，發(fā)生還原反應,金屬單質(zhì)的還原性越強，對應金屬陽離子的氧化性越弱。,若陽極材料是活性電極（Ag以前），則電極材料失電子， 金屬電極被溶解，溶

3、液中陰離子不能放電。,若陽極材料是惰性電極（如Pt、C），則溶液中陰離子失去電子，發(fā)生氧化反應。其順序為： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸 F-,溶液中金屬陽離子得電子的順序與金屬性順序恰好相反， 其順序為：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,5.分析電解反應的一般思路：,明確溶液中存在哪些離子,根據(jù)陽極氧化，陰極還原書寫電極反應式,明確陰陽兩極附近有哪些離子,根據(jù)電極反應式，進行相關(guān)判斷和計算,【練習】下列關(guān)于電解槽的說法不正確的是（ ）A. 與電源正極相連的是電解槽的陰極B. 與電源負極相連的是電解槽的陰極C.

4、 在電解槽的陽極發(fā)生氧化反應D. 電子從電源的負極沿導線流入電解槽的陰極,A,陰極： 陽極： 總反應：,Cu2+ + 2e- =Cu,2Cl- - 2e- = Cl2 ,6.電極反應式的書寫,電解電解質(zhì)型,CuCl2溶液,CuCl2=Cu2+ + 2Cl-,陰極： 陽極： 總反應：,4OH- -4e- = 2H2O + O2 ,4Ag+ + 4e- = 4Ag,6.電極反應式的書寫,AgNO3溶液,AgNO3=Ag+ + NO3-,或：,放氧生酸型,6.電極反應式的書寫,放氧生酸型,CuSO4= Cu2+ + SO42-,陽極： 陰極： 總反應：,陽極： 陰極： 總反應：,2Br- - 2e-

5、 =Br2,2H+2e- = H2 ,6.電極反應式的書寫,放氫生堿型,NaBr=Na+ + Br-,陽極： 陰極： 總反應：,2Cl- - 2e- =Cl2 ,2H+2e- = H2 ,6.電極反應式的書寫,放氫生堿型,NaCl溶液,NaCl=Na+ + Cl-,陽極：,陰極：,4H + 4e = 2H2 ,總反應：,Na2SO4溶液,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.電極反應式的書寫,電解水型,Na2SO4=2Na+ + SO42-,H2SO4溶液,陽極：,陰極：,4H + 4e = 2H2 ,總反應：,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.電極反應式的書寫,電解水

6、型,H2SO4=2H+ + SO42-,NaOH溶液,陽極：,陰極：,4H + 4e = 2H2 ,總反應：,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.電極反應式的書寫,電解水型,NaOH=Na+ + OH-,電解規(guī)律（惰性電極）小結(jié),陽極：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,與區(qū)：電解本身型 如CuCl2 、HCl 與區(qū)：放氫生堿型 如NaCl、KBr 與區(qū)：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 與區(qū)：電解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,陰極：Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+,【練習1】（2012年海南）下

7、列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是( ) HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2,C,【練習2】（08全國卷）下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實驗現(xiàn)象正確的是（ ）,D,A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的 B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體,Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色 Da電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色,【練習3】右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后

8、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（ ）,A,【練習4】(2003江蘇)用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是（ ） A. 電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變 B. 電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小 C. 電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2 D. 電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1,D,【練習5】（07年全國理綜）以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.0100mol，則陰極上析出Cu的質(zhì)量為（ ） A0.64g B1.28g C2.56g D5.12g,B,指出

9、下列裝置的名稱、電極名稱，寫出電極反應式，并表示出電子移動方向。, ,e-如何流向?,e-,?池,?池,?極,?極,?極,?極,7.串聯(lián)電路中的電極名稱、電極反應,【例】指出下圖裝置的名稱，說出可能觀察到的現(xiàn)象，寫出電極名稱及電極反應的化學方程式，標出裝置中的電流方向。,a,b,c,d,【練習1】如圖所示裝置，指出A、B池的名稱、電極名稱、電極反應式、二池pH值的變化情況。,【練習2】(2007年重慶)如圖所示， 下列敘述正確的是( ),(A)Y為陰極，發(fā)生還原反應 (B)X為正極，發(fā)生氧化反應 (C)Y與濾紙接觸處有氧氣生成 (D)X與濾紙接觸處變紅,A,【練習3】如下圖所示，通電后A極上析

10、出Ag，對該裝置的有關(guān)敘述中正確的是（ ） A、P是電源的正極 B、F極上發(fā)生的反應為：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C、電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應 D、通電后，甲池的pH減小，而乙、丙兩池溶液的pH不變,B,【練習4】下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。 下列說法正確的是（ ） AX是正極，Y是負極 BX是負極，Y是正極 CCuSO4溶液的pH值逐漸減小 DCuSO4溶液的pH值不變,AC,【練習5】（2012年福建卷）將如圖所示實驗裝置 的K閉合，下列判斷正確的是（ ）,ACu電極上發(fā)生還原反應 B電子沿Zna

11、bCu路徑流動 C片刻后甲池中c（SO42-）增大 D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色,【練習6】（09全國）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。,（1）接通電源，經(jīng)過一段時間后， 測得丙中K2SO4濃度為10.47%， 乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： 電源的N端為 極； 電極b上發(fā)生的電極反應為 ； 列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積： L 電極c的質(zhì)量變化是 g； 電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ； （2

12、）如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行， 為什么？ 。,正,4OH- - 4e -= O2+ 2H2O,16,堿性增大，水量減少、氫氧化鈉濃度增大,酸性增強，水電離出的OH-放電生成氧氣和H+,酸堿性不變化，因為硫酸鉀是強酸強堿鹽，濃度增大不影響溶液的酸堿性,能繼續(xù)進行，因為硫酸銅溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩崛芤?，反應也就變成水的電解反?2.8L,工業(yè)上利用這一反應，制取燒堿、氯氣和氫氣。,1.氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水),電解原理的應用,通電前：,NaCl = Na+ + Cl-,通電后：,陽極：2Cl- -2e- =Cl2,陰極：2H+ +2e- =H2,【例】如圖裝置，用離子交換膜法電解飽

13、和食鹽水制燒堿。若X電極材料為金屬鈦網(wǎng)（表面有氧化物涂層），Y電極材料為碳鋼網(wǎng)。陽離子交換膜只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過。分別收集兩極產(chǎn)生的氣體并通入淀粉KI溶液中。請回答下列問題： 能使淀粉KI溶液變藍的是 （填 a或 b）氣體； 其X極的電極反應式為 ， Y極的電極反應式為： ； 總反應的化學方程式為： 。,a,2Cl- -2e= Cl2,2H+2e = H2,2.電鍍,1、定義：,利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或是合金的過程。,2、目的：,4、電鍍的特點：,3、電鍍材料的選擇：,陰極鍍件,電鍍液含有鍍層金屬離子的溶液,陽極鍍層金屬,使金屬增強抗腐蝕的能力，增加

14、美觀和表面硬度。,1）陽極本身參加電極反應 2）電解質(zhì)溶液的濃度保持不變,2.（上海高考題）在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是（ ） A、鋅為陽極，鍍件為陰極，溶液中含鋅離子 B、鉑為陰極，鍍件為陽極，溶液中含鋅離子 C、鐵為陽極，鍍件為陰極，溶液中含亞鐵離子 D、鋅為陰極，鍍件為陽極，溶液中含鋅離子,A,【練習2】（08年天津）下列敘述正確的是（ C ） A在原電池的負極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應 B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2 C用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOH D鍍層破損后，

15、鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕,3.銅的電解精煉,陰極：Cu2+ +2e- = Cu,陽極：Cu - 2e- = Cu2+,粗銅中除銅以外還含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì),Zn2+、Fe2+等離子殘留在溶液中； Ag、Au等金屬殘留在陽極泥中,【練習1】（05天津高考）金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（ ） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+） A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式： Ni2+ + 2e = Ni B電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加 相等 C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和 Zn2+ D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,D,【練習2】（2010年海南）利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純。 下列敘述正確的是（ ） A. 電解時以精銅作陽極 B電解時陰極發(fā)生還原反應 C粗銅連接電源負極，其電極反應是： Cu =Cu2+ + 2e- D電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥,4.金屬的冶煉,熔融NaCl,陰極,陽極,e-,e-,2Cl-2e- = Cl2,2Na+ 2e- = 2Na,氧化反應,還原反應,電解熔融氯化鈉,謝謝！,