《電解原理及其應用》PPT課件.ppt
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,電化學初步,原電池原理,依據(jù)反應:Zn+2H+=Zn2+H2Zn片:Zn-2e-=Zn2+發(fā)生氧化反應,電子流出,作負極。Cu片:2H+2e-=H2發(fā)生還原反應,電子流入,作正極。,以氧化還原反應為依據(jù),使氧化與還原反應分別在設置的兩個極上進行,從而在兩極間產生電流的裝置,即將化學能轉化為電能的裝置叫原電池。,原電池原理:,原電池原理,一旦形成原電池,其氧化還原反應的速率比沒有形成原電池時要快得多金屬的電化腐蝕。,問:實驗室制H2用純鋅好還是用含雜質鋅好?鐵為什么在潮濕的空氣中更容易生銹?輪船在江河中行駛與在海水中行駛哪個更容易被腐蝕?,問:白鐵(鍍鋅鐵)與馬口鐵(鍍錫鐵)哪種鐵器易生銹?分別寫出在酸性溶液和中性溶液中發(fā)生電化腐蝕的兩極反應方程式。,問:如何利用下列反應制一個化學電池:Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2,指出兩極材料,寫出兩極反應方程式。,問:盛有CuSO4溶液的燒杯中插入鐵片,若要使鐵片上析出銅而鐵片不溶解,可采用的方法是;若要使鐵片溶解但銅不在鐵片上析出,可采用的方法是。,插入鋅片和鐵片相連組成原電池,插入比鐵不活潑的電極和鐵片相連組成原電池,問:把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,分別用導線兩兩相連組成原電池,a、b相連時a為負極,c、d相連時,電流由d流向c,a、c相連時,c表面產生大量氣泡,b、d相連時,d極發(fā)生氧化反應,這四種金屬活動性由強到弱的順序是()A、abcdB、acdbC、cabdD、bdca,B,原電池原理,問:下列事實不能用電化學理論解釋的是()A、輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不必用特殊方法保存C、純鋅與稀硫酸反應時,滴入少量硫酸銅溶液,可以加快反應速率D、鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用,B,問:把鐵棒和鋅棒用導線連接插入硫酸銅溶液中,當電路中有0.2mol電子通過時,下列質量變化正確的是()A、正極增加6.5gB、負極減少6.5gC、負極減少5.6gD、負極增加6.4g,B,原電池原理,家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后,出現(xiàn)紅棕色的銹斑,在此變化過程中不發(fā)生的化學反應是A4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3B2Fe2H2OO22Fe(OH)2C2H2OO24e-OHDFe3e-Fe3,D,問:把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞溶液的表面皿中,如圖所示:最先可在A極觀察到酚酞變紅。則A極是正極還是負極?代表鋅還是鐵?如果用電流計測得電流強度為50mA,則1小時后,溶解鋅片多少克?,原電池原理,問:如圖裝置,電流表G發(fā)生偏轉,同時A極逐漸變粗,B極逐漸變細,C為電解質溶液,則A、B、C應是下列各組中的哪一組()A、A是鋅,B是銅,C為稀H2SO4B、A是銅,B是鋅,C為稀硫酸C、A是鐵,B是銀,C為AgNO3溶液D、A是Ag,B是鐵,C為AgNO3溶液,原電池原理,D,填空:將鉑電極插入KOH溶液中,在兩極分別通入甲烷和氧氣設計成的燃料電池,則通甲烷的鉑電極為極,電極反應為負極:,正極:;總:。電池工作時溶液的pH值將。,負,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,4H2O+2O2+8e-=8OH-,CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,變小,原電池原理,電解原理電解池,(1)通電前溶液中存在哪些離子?這些離子是如何運動的?(2)接通直流電后,原來的離子運動發(fā)生了怎樣的改變?,演示:電解CuCl2溶液,電解原理電解池,(3)有關離子在兩極發(fā)生了什么樣的反應?(4)根據(jù)兩極上的反應,總的反應方程式是怎樣的?(5)討論電子的流向?,陽極:2Cl-2e-Cl2(氧化反應)陰極:Cu2+2e-Cu(還原反應),電源負極電解池陰極電解質溶液電解池陽極電源正極,電解原理電解池,電子從電源負極流出,流向電解池的陰極,陰極附近的Cu2+在陰極得電子被還原為銅,溶液中的陰陽離子定向移動,陽極附近的Cl-在陽極失電子被氧化為氯原子。氯原子結合形成氯氣分子,失去的電子從陽極流回電源的正極,從而形成了閉合電路。,使電流通過電解質溶液(或熔融液)而引起氧化還原反應的過程叫做電解這種借助于電流引起氧化還原反應的裝置,也就是將電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置,叫做電解池或電解槽。,*電解與電解池,原電池與電解池,電能轉化為化學能化學能轉化為電能,反應不自發(fā),可以是兩個活性相同的電極,反應自發(fā),必須是兩個活性不同的電極,連接電源的正極,作為陽極(與材料無關),相對活潑的金屬作為負極,連接電源的負極,作為陰極(與材料無關),相對不活潑的金屬或石墨作為正極,陰離子向陽極遷移,陽離子向陰極遷移,陰離子向負極遷移,陽離子向正極遷移,相同點:兩個電極、電解質溶液形成閉合回路。不同點:電解池有外電源,原電池無需外電源。,原電池與電解池,(1)指出四個電極的名稱;(2)寫出四個電極反應;并指明是氧化反應還是還原反應;(3)在外電路標出電子流動方向及電流方向。,原電池與電解池,原電池電解池,負極正極陽極陰極,Zn極:負極,Zn-2e-=Zn2+,發(fā)生氧化反應Cu極:正極,Cu2+2e-=Cu,發(fā)生還原反應Fe極:陰極,Cu2+2e-=Cu,發(fā)生還原反應C極:陽極,2Cl-2e-=Cl2,發(fā)生氧化反應,常見電解類型,一、惰性電極和離子放電(得、失電子)順序:,惰性電極:指石墨、Pt、Au作電極,電極本身不參加電解反應。,陰極上:陽離子得到電子的能力:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(H2O)Zn2+Fe2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,陽極上:陰離子失去電子的能力:F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,用Pt做電極電解下列物質,寫出各電極反應:鹽酸;硫酸溶液;NaOH溶液;NaCl溶液;CuCl2溶液;Na2SO4溶液;CuSO4溶液;熔融NaCl;等物質的量濃度的FeCl3溶液與CuBr2溶液等體積混合;等物質的量濃度的AgNO3溶液與CuCl2溶液等體積混合。,常見電解類型,一、惰性電極和離子放電(得、失電子)順序:,陰極上:陽離子得到電子的能力:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(H2O)Zn2+Fe2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,陽極上:陰離子失去電子的能力:F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,1、無氧酸溶液(如鹽酸),不活潑的金屬無氧酸鹽水溶液(如CuCl2溶液)電解時,電解質本身的陰陽離子都放電,電解質溶液濃度減小。鹽酸電解一段時間后溶液的pH值_,電解過程中_極區(qū)的pH值首先_;,增大,陰增大,常見電解類型,一、惰性電極和離子放電(得、失電子)順序:,陰極上:陽離子得到電子的能力:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(H2O)Zn2+Fe2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,陽極上:陰離子失去電子的能力:F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,2、含氧酸的溶液,可溶性堿的溶液,活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解,就是水的電解。則原溶液的濃度增大。硫酸溶液電解一段時間后,溶液的pH值_,NaOH溶液電解一段時間后,溶液的pH值_,Na2SO4溶液電解一段時間后,溶液的pH值_。,減小增大不變,常見電解類型,一、惰性電極和離子放電(得、失電子)順序:,陰極上:陽離子得到電子的能力:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(H2O)Zn2+Fe2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,陽極上:陰離子失去電子的能力:F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,3、活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)溶液電解時,陰極有H2析出,同時伴隨著_極區(qū)呈堿性;陽極則往往析出非金屬單質如X2。,陰,常見電解類型,一、惰性電極和離子放電(得、失電子)順序:,陰極上:陽離子得到電子的能力:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+H+(H2O)Zn2+Fe2+H+(酸)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+,陽極上:陰離子失去電子的能力:F-含氧酸根OH-Cl-Br-I-S2-,4、比氫不活潑的金屬或中等活潑性的金屬含氧酸鹽(如CuSO4、ZnSO4)溶液電解時,則陰極析出金屬,陽極得到氧氣,陽極區(qū)pH值_。,減小,下列說法是否正確?電離和電解都需要在直流電場的作用下進行。電離是電解的前提,沒有電離就不會有電解。電解質溶液的導電過程就是電解的過程,在電解質導電過程中必然發(fā)生氧化還原反應。電解NaCl和酚酞混合溶液時,陽極區(qū)酚酞變紅。原電池負極和電解池陰極一樣發(fā)生氧化反應。電解池的陰陽極完全由外接電源決定,原電池的正負極由電極材料決定。電解Na2SO4溶液時,陰極區(qū)的pH值增大,陽極區(qū)的pH值減小,最終溶液總的pH值不變。電解鹽酸一段時間后,要恢復電解液濃度,只要向其中加入一定量的水。,用惰性電極電解NaCl溶液一段時間后,要恢復原電解質溶液,應該加入()A、NaCl固體B、H2OC、HClD、鹽酸,C,用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后,要恢復原電解質溶液,應該加入()A、膽礬晶體B、無水硫酸銅C、氫氧化銅D、氧化銅,D,將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為()A、1:2:3B、3:2:1C、6:3:1D、6:3:2,D,實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應:今若制得Cl20.050mol,這時電池內消耗的H2SO4的物質的量至少是()molA、0.025B、0.050C、0.10D、0.20,C,常見電解類型,二、非惰性電極:1、非惰性電極是指除Pt.Au外的常見金屬如Fe.Zn.Cu.Ag等材料作電極。2、非惰性電極作陰極時一定不會參加電解反應,而非惰性電極作陽極時一定會失去電子被氧化。,欲使下圖中Cu極變細而Cu極變粗,應怎樣連接電源及選擇電解質溶液?寫出兩極反應方程式。,CuSO4,若粗銅中含有比銅活潑的金屬雜質如Zn.Fe等,兩極反應是怎樣的?,若粗銅中含有比銅不活潑的雜質如Ag.Au.C等,兩極反應是怎樣的?,電解應用_銅的精煉,電解應用_銅的精煉,因為在同一個電解體系中,陽極失去的電子應等于陰極得到的電子,所以銅的溶解速率應與陰極上銅的沉積速率應基本一致。,電解應用_電鍍,欲應用電解原理在二件鐵制器皿上分別鍍上銅和鋅,請分別給出兩個電解裝置圖。,小結電鍍裝置:用鍍件作陰極,被鍍金屬作陽極,用含被鍍金屬陽離子的電解質溶液作電解液。,電鍍液中經常加入一些鹽類,其作用是什么?,電化學練習,3.依據(jù)氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝回答下列問題:,在電解過程中,與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的化學方程式為,與電源負極相連的電極附近,溶液pH(選填:不變、升高或下降),工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質。精制過程中發(fā)生反應的離子方程式為、;,如果粗鹽中SO42-含量較高,必須添加鋇試劑除去SO42-,該鋇試劑可以是(選填a、b、c)。a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2c.BaCl2,電化學練習,為了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入試劑的合理順序為(選填a、b、c)。a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加鋇試劑b.先加NaOH,后加鋇試劑,再加Na2CO3c.先加鋇試劑,后加NaOH,再加Na2CO3,- 配套講稿:
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- 電解原理及其應用 電解 原理 及其 應用 PPT 課件
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