高三化学专题复习课件：电化学及应用[课堂教学]

1、高三化学总复习高三化学总复习 电化学电化学 1学校课堂 原电池原电池电解池电解池 概概 念念 能量能量 转化转化 借助借助氧化还氧化还 原反应原反应而产而产 生生的装的装 置置。 借助借助引引 起起氧化还原氧化还原 反应反应的装置的装置 化学能化学能 转化转化 为为电能电能 电能电能转化为转化为 化学能化学能 2学校课堂 一、原电池一、原电池 构成原电池的基本条件是什么？构成原电池的基本条件是什么？ （1 1）必须自发进行氧化还原反应必须自发进行氧化还原反应 （3 3）两个电极必须插入两个电极必须插入电解质溶液中电解质溶液中或或熔融熔融 的电解质中的电解质中； （4 4）两个电极必须两个电极必

2、须相连相连并形成并形成闭合回路闭合回路。 （2 2）必须有必须有两种活泼性不同的两种活泼性不同的导电材料导电材料作电极；作电极； 把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。 3学校课堂 比较项目比较项目正极正极负极负极 电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出 金属活泼性金属活泼性相对不活泼相对不活泼相对活泼相对活泼 电极反应电极反应 Nm+ + me- = N (还原反应还原反应) M - ne- = Mn+ (氧化反应氧化反应) 电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变一般：减小一般：减小 离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该

3、极移向该极 4学校课堂 M-ne =Mn+ 产生电流产生电流 失失e-沿导线转移沿导线转移 Nm+me =N 负负 极极 正正 极极阴离子阴离子 阳离子阳离子 e e 综 述 1 1、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性、负极失电子发生氧化反应；溶液中氧化性 较强的微粒在正极上得电子发生还原反应；较强的微粒在正极上得电子发生还原反应； 2 2、电子由负极流向正极，电流方向是由正极、电子由负极流向正极，电流方向是由正极 流到负极（外电路）。流到负极（外电路）。 5学校课堂 用用AlAl、CuCu作电极，如何使作电极，如何使CuCu作负极，作负极，AlAl作正极？作正极？ 浓硝酸作电解液浓硝酸作电

4、解液 用用MgMg、AlAl作电极，如何使作电极，如何使AlAl作负极，作负极，MgMg作正极？作正极？ NaOHNaOH作电解液作电解液 思考思考 6学校课堂 原电池原理的应用原电池原理的应用 (2)比较金属的活泼性；比较金属的活泼性； 构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性构建原电池，测出正负极，负极金属活泼性 正极正极 (3)加快某些化学反应的反应速率；加快某些化学反应的反应速率； (1)制做化学电源；制做化学电源； (4)金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护。 7学校课堂 金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀 （一）金属腐蚀（一）金属腐蚀 1.1.概念：概念：金属

5、或合金与周围接触到的气体或液体进 金属或合金与周围接触到的气体或液体进 行化学反应而腐蚀损耗的过程。行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2.2.金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗 3.3.金属腐蚀的分类：金属腐蚀的分类：化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀 绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀绝大多数金属的腐蚀属于电化学腐蚀 电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀电化学腐蚀通常有析氢腐蚀和吸氧腐蚀 8学校课堂 比较项目比较项目化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 发生条件发生条件 共同点共同点 是否构成原电池是否构成原电池 有无电流有无电流 实

6、质实质 化学腐蚀化学腐蚀与与电电化学腐蚀化学腐蚀的比较的比较 电化学电化学腐蚀腐蚀比比化学腐蚀化学腐蚀普遍得多普遍得多 金属跟接触到的物质金属跟接触到的物质 直接发生化学反应直接发生化学反应 不纯金属跟接触的电解不纯金属跟接触的电解 质溶液发生原电池反应质溶液发生原电池反应 无电流无电流 无原电池无原电池 构成无数微小原电池构成无数微小原电池 有弱电流有弱电流 金属被腐蚀金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀 金属原子失去电子变成阳离子而损耗金属原子失去电子变成阳离子而损耗 9学校课堂 钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀 比较项目比较项目析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀 发生条件发生条件 电

7、电 极极 反反 应应 负极负极 正极正极 总反应总反应 钢铁表面吸附的水膜酸钢铁表面吸附的水膜酸 性较強时性较強时 Fe - 2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- = H2 Fe+ 2H+ = Fe2+ H2 钢铁表面吸附的水膜酸钢铁表面吸附的水膜酸 性较弱或呈中性时性较弱或呈中性时 Fe - 2e- = Fe2+ O22H2O4e-=4OH- Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)3 4Fe(OH)3Fe2O3xH2O(铁锈铁锈)+(3- x)H2O 吸氧吸氧腐蚀腐蚀比比析氢析氢腐蚀腐蚀普遍得多普遍得多 10学校课堂 金属的防护金属的防护 方

8、方 法：法： 1.1.改变金属的内部组织结构（如制不锈钢）改变金属的内部组织结构（如制不锈钢） 2.2.在金属表面覆盖保护层：在金属表面覆盖保护层： （1）在表面刷一层油漆；）在表面刷一层油漆； （2）在表面涂上机油；）在表面涂上机油； （3）在表面镀一层其他耐腐蚀金属；）在表面镀一层其他耐腐蚀金属； （4）在表面烧制搪瓷）在表面烧制搪瓷 ； （5）使金属表面形成致密的氧化膜）使金属表面形成致密的氧化膜 。 3 3. .电化学保护法电化学保护法 ： （1）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法 （2）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法 11学校课堂 不纯的金属或合金，在潮湿空气中形

9、成微电池发生电化腐蚀，活泼不纯的金属或合金，在潮湿空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼 金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关：金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列二种因素有关： 1）与构成微电池的材料有关，）与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，两极材料的活动性差别越大， 电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就电动势越大，氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就 越快；越快； 2）与金属所接触的电解质强弱有关，）与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液活泼金属在电解质溶液 中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐

10、蚀中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀 快于在弱电解质溶液中的腐蚀。快于在弱电解质溶液中的腐蚀。 一般说来可用下列原则判断：一般说来可用下列原则判断： （电解原理引起的腐蚀）原电池原理引起的腐蚀（电解原理引起的腐蚀）原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀有防腐措施的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 12学校课堂 二、常见的化学电池二、常见的化学电池 干电池干电池 电极电极: :ZnZn为负极为负极, ,碳棒为正极碳棒为正极 电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和和 淀粉糊淀粉糊 另有黑色的另有黑色的MnOMnO2 2粉末，吸收正极产生的粉末，吸收正极产生的H

11、H2 2，防止产生极化现象。防止产生极化现象。 电极方程式：电极方程式：负极负极( (Zn):Zn):ZnZn2e2e- -ZnZn2 2 正极：正极：2 2MnOMnO2 2 + 2NH + 2NH4 4+ + + 2e + 2e- - = Mn = Mn2 2O O3 3 + 2NH + 2NH3 3 +H +H2 2O O 13学校课堂 银锌电池银锌电池 ZnZn为负极为负极, ,AgAg2 2O O为正极为正极 电解液电解液: : KOHKOH溶液溶液 电极反应式电极反应式: : 负极负极: :ZnZn2OH2OH 2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正极正极: :AgAg2

12、 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH 总反应式总反应式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2 14学校课堂 铅蓄电池铅蓄电池: : 电极：电极：PbPb为负极为负极, , PbOPbO2 2为正极为正极. . 电解液电解液: : 30%30%的的H H2 2SOSO4 4溶液溶液 电极反应式电极反应式: : 放电时：放电时： 负极负极( (Pb) Pb) ： PbPbSOSO4 42- 2- 2e2e- -PbSOPbSO4 4 正极正极( (PbOPbO2 2) ) PbOPbO2 24H4H SOSO4

13、 42 2 2e2e- -PbSOPbSO4 42H2H2 2O O 总电池反应总电池反应: : PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O 充电时：充电时： 阴极阴极( (Pb)Pb)： PbSOPbSO4 4 2e2e- - Pb PbSOSO4 42- 2- 阳极阳极( (PbOPbO2 2) ) PbSOPbSO4 42H2H2 2O O2e2e- -PbOPbO2 24H4H SOSO4 42 2 总电解反应总电解反应: : 2 2PbSOPbSO4 42H2H2 2O O PbOPbO2 2PbPb2H2H2 2SOSO4

14、4 通电通电 15学校课堂 铝铝空气空气海水电池海水电池 负极：负极：4 4Al -12eAl -12e- - 4Al 4Al3+ 3+ 正极：正极：3 3O O2 2 + 6H + 6H2 20 + 12e0 + 12e- - 120H 120H- - 电池总反应式为：电池总反应式为：4 4Al+3OAl+3O2 2+6H+6H2 20=4Al0=4Al( (OHOH) )3 3 19911991年，我国首创以铝年，我国首创以铝- -空气空气- -海水为材料组成的新型海水为材料组成的新型 电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质电池，用作航海标志灯以取之不尽的海水为电解质 16学校课堂

15、燃料电池燃料电池 (1)电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极 (2)电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液 (4)反应原理反应原理: 正极正极: 2H2+4OH 4e-4H2O 负极负极: O22H2O 4e-4OH 总反应：总反应：2H2O22H2O 电极反应：负极：电极反应：负极：CH4 + 10OH- 8e = CO32- + 7H2O 正极：正极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 总反应式：总反应式： CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O 以甲烷作燃料的燃料电池以甲烷作燃料的燃料电池 电极为金属铂，电解质为电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分

16、别通入甲烷和氧气。在两极分别通入甲烷和氧气。 17学校课堂 组成电解池的条件组成电解池的条件： (1)外接直流电源外接直流电源 (2)电极电极(金属或惰性电极金属或惰性电极) (3)电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液或熔融的电解质 (4)形成闭合回路形成闭合回路 阳极 阳极 氧化反应氧化反应 阴极 阴极 还原反应 还原反应 e- e- 电解池电解池 18学校课堂 比较项目比较项目阴极阴极阳极阳极 与电源连接与电源连接接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极 电子流动方向电子流动方向电子流入电子流入电子流出电子流出 电极反应电极反应 Nm+ + me = N (还原反应还原反应) Rn ne=

17、R M ne = Mn+ (氧化反应氧化反应) 电极质量变化电极质量变化增大或不变增大或不变减小或不变减小或不变 离子移动方向离子移动方向阳离子阳离子移向该极移向该极阴离子阴离子移向该极移向该极 19学校课堂 阳阳 极极 阴阴 极极 阴离子阴离子 阳离子阳离子 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应 Nm+me-=N e e Rn ne R 4OH 4e 2H2OO2 非惰性电极：非惰性电极：M-ne-=Mn+（电极本身溶解）电极本身溶解） 电子流电子流 动方向动方向 电解质溶液电解质溶液 电源负极电源负极电解池阴极电解池阴极 电源正极电源正极电解池阳极电解池阳极 20学校课堂 在惰性电极上离子放

18、电顺序：在惰性电极上离子放电顺序： 阴极阴极(与电极材料无关与电极材料无关)： Ag+Fe3+ Cu2+ H+Pb2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ 得到电子得到电子 由易到难由易到难 阳极阳极(与电极材料有关与电极材料有关)： 在水溶液中在水溶液中SOSO4 42- 2-， ，NONO3 3- -等不会放电。等不会放电。 金属金属 S2-I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F- 失去电子由易到难失去电子由易到难 21学校课堂 电极反应电极反应 阳极阳极 活泼金属作电极活泼金属作电极 由电极本身失电子由电极本身失电子 R - ne = Rn+

19、惰性电极惰性电极 溶液中较易失电子的溶液中较易失电子的 阴离子优先放电阴离子优先放电 阴极阴极 一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电 Rn+ + ne = R 电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断 Rn- - ne = R （Pt、Au、石墨）石墨） 22学校课堂 用惰性电极电解电解质溶液的规律用惰性电极电解电解质溶液的规律 （1）电解水型）电解水型 （NaOHNaOH、H H2 2SOSO4 4、K K2 2SOSO4 4等）的电解等）的电解 阴极：阴极：4H+ + 4e- 2H2 阳极：阳极：4OH- - 4e- O2 + 2H2O 总反应式：总反应

20、式： 2H2O 2H2 + O2 电解电解 （2）分解电解质型）分解电解质型（HCl、CuCl2等）溶液的电解等）溶液的电解 阴极：阴极：Cu2+ + 2e- Cu 阳极：阳极：2Cl- - 2e- Cl2 总反应式：总反应式： CuCl2 Cu + Cl2 电解电解 23学校课堂 （3）放氢生碱型）放氢生碱型（NaCl、MgBr2）溶液的电解溶液的电解 阴极：阴极：4H+ + 4e- 2H2 阳极：阳极：2Cl- - 2e- Cl2 2NaCl + 2H2O 2NaOH +H2 +Cl2 电解电解 （4）放氧生酸型）放氧生酸型 阴极；阴极；2Cu2+ + 4e- 2Cu 阳极：阳极：4OH-

21、 - 4e- O2 + 2H2O （CuSO4、AgNO3等）溶液的电解等）溶液的电解 总反应：总反应：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4 电解电解 24学校课堂 电解原理的应用电解原理的应用 铜的电解精炼铜的电解精炼 粗铜粗铜纯铜纯铜 CuSO4溶液溶液 阳极：阳极：粗铜粗铜 阴极：阴极：纯铜薄片纯铜薄片 电解质溶液：电解质溶液：CuSO4溶液（加入一定量的溶液（加入一定量的H2SO4） Cu2e = Cu2+ 比铜活泼的杂质也会同时失去电比铜活泼的杂质也会同时失去电 子而溶解：子而溶解： Zn2e = Zn2+ Fe2e = Fe2+ Ni2e = Ni2+ 比

22、铜不活泼的杂质（比铜不活泼的杂质（Au、Ag）不会溶解不会溶解 而从阳极上脱落下来而形成而从阳极上脱落下来而形成阳极泥阳极泥。 Cu2+ 2e = Cu CuSO4溶液的浓度基本保持不变。溶液的浓度基本保持不变。 提炼金、银等贵重金属。提炼金、银等贵重金属。 25学校课堂 电镀铜电镀铜 阳极：阳极：铜片铜片 阴极：阴极：待镀铁制品待镀铁制品 Cu2e = Cu2+ Cu2+ 2e = Cu CuSO4溶液的浓度保持不变。溶液的浓度保持不变。 实验结果：实验结果：在铁制品上镀上了一层铜在铁制品上镀上了一层铜 利用电解原理在某些金属的表面镀上一利用电解原理在某些金属的表面镀上一 薄层其它金属或合金

23、的过程叫薄层其它金属或合金的过程叫电镀电镀。电镀电镀 电镀的目的：电镀的目的：（1）增强防锈抗腐能力；）增强防锈抗腐能力； （2）增加美观和表面硬度。）增加美观和表面硬度。 26学校课堂 阳极阳极镀层金属镀层金属:MneMn 阴极阴极镀件镀件: Mn neM 电解液电解液:含镀层金属阳离子的盐溶液含镀层金属阳离子的盐溶液 电镀槽电镀槽 特特 点点 （1）阳极本身溶解；）阳极本身溶解； （2）电解液浓度保持不变。）电解液浓度保持不变。 27学校课堂 离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱 阳极：阳极： 钛网（涂有钛、钌等钛网（涂有钛、钌等 氧化物涂层）氧化物涂层） 阴极：阴极：碳钢网碳钢网 只允许

24、阳离子通过，能阻止只允许阳离子通过，能阻止 阴离子和气体通过阴离子和气体通过 将电解槽隔成阴极室和阳极室。将电解槽隔成阴极室和阳极室。 阳离子交换膜：阳离子交换膜： 阳极室放出阳极室放出Cl2； 阴极室放出阴极室放出H2并生成并生成NaOH 28学校课堂 食盐水的精制。食盐水的精制。 粗盐粗盐 泥沙泥沙 CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、FeFe3+ 3+ SOSO4 42 2 等杂质 等杂质 混入产品，导致产品混入产品，导致产品 不纯不纯 生成生成Mg(OH)2、Fe(OH)3 等沉淀，堵塞膜孔。等沉淀，堵塞膜孔。 如何除去粗盐水中的杂质？如何除去粗盐水中的杂质？ 试剂：试剂：

25、BaCl2 溶液、溶液、Na2CO3 溶液、溶液、NaOH 溶液、溶液、HCl 溶液溶液 粗盐水粗盐水 NaOHBaCl2 Na2CO3过滤过滤 适量适量HCl 除除Mg2+、Fe3+除 除SO42- 除除Ca2+及过及过 量量Ba2+ 滤去泥沙滤去泥沙 及沉淀及沉淀 除过量的除过量的 OH、 CO32 阳离子交换树脂阳离子交换树脂 精盐水精盐水 少量少量Ca2+、Mg2+ 1、Na2CO3必须在必须在BaCl2之后之后 2、加入盐酸在过滤之后、加入盐酸在过滤之后 29学校课堂 电解法测定阿伏加德罗常数电解法测定阿伏加德罗常数 【例题】【例题】某学生试某学生试 图用电解法根据电极图用电解法根据

26、电极 上析出物质的质量来上析出物质的质量来 测定阿佛加德罗常数测定阿佛加德罗常数 值，其实验方案的要值，其实验方案的要 点为：用直流电电点为：用直流电电 解氯化铜溶液，所用解氯化铜溶液，所用 仪器如右图：在电仪器如右图：在电 流强度为流强度为I安培，通安培，通 电时间为电时间为t秒钟后，秒钟后， 精确测得某电极上析精确测得某电极上析 出的铜的质量为出的铜的质量为m克。克。 30学校课堂 试回答：试回答： (1)连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线 柱柱的英文字母表示。下同）的英文字母表示。下同） E接接 ，C接接 ， 接接F。 实验线路中的电

27、流方向为实验线路中的电流方向为 C 。 (2)写出写出B电极上发生反应的离子方程式电极上发生反应的离子方程式 ； G试管中淀粉试管中淀粉KI溶液变化的现象为溶液变化的现象为 ；相应；相应 的离子方程式是的离子方程式是 。 D A B F B A D E 2Cl 2e =Cl2 变蓝色变蓝色 Cl2+2I =2Cl+I2 31学校课堂 (3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验 步骤的先后顺序应是步骤的先后顺序应是 。 （选填下列操作步骤的编号）（选填下列操作步骤的编号） 称量电解前电极质量称量电解前电极质量 刮下电解后电极上的铜并清洗刮下电解后电

28、极上的铜并清洗 用蒸馏水清洗电解后电极用蒸馏水清洗电解后电极 低温烘干电极后称量低温烘干电极后称量 低温烘干刮下的铜后称量低温烘干刮下的铜后称量 再次低温烘干后称量至恒重再次低温烘干后称量至恒重 (4)已知电子的电量为已知电子的电量为1.610-19库仑。试列出阿佛库仑。试列出阿佛 加德罗常数的计算表达式：加德罗常数的计算表达式： NA 。 19- 101.62 It m 64 32学校课堂 有关电解的计算有关电解的计算 原则原则: 电化学的反应是氧化一还原反应电化学的反应是氧化一还原反应,各电各电 极上转移电子的物质的量相等极上转移电子的物质的量相等,无论是单一电无论是单一电 池还是串联电解

29、池池还是串联电解池,均可抓住均可抓住电子守恒电子守恒计算计算. 关键关键: 电极名称要区分清楚电极名称要区分清楚. 电极产物要判断准确电极产物要判断准确. 各产物间量的关系遵循电子得失守恒各产物间量的关系遵循电子得失守恒. 33学校课堂 例例 用下图装置进行电解实验用下图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极均为铂电极),供选择供选择 的有的有4组电解液组电解液,要满足下列要求要满足下列要求: 工作一段时间后工作一段时间后A槽槽pH值上升值上升,B槽的槽的pH下降下降. b、c两极上反应的离子的物质的量相等两极上反应的离子的物质的量相等 (1)应选择的电解质是上述四组中的第应选择的电解质是

30、上述四组中的第_组组 (2)该组电解过程中各电极上的电极反应为该组电解过程中各电极上的电极反应为 a极极_ _ b极极_ _ c极极_ _ d极极_ _ (3)当当b极上析出极上析出7.1g电解产物时电解产物时,a极上析出产物的质量为极上析出产物的质量为 _g;若若B槽电解质溶液槽电解质溶液500mL，且忽略电解前后电解液的体且忽略电解前后电解液的体 积变化，则此时积变化，则此时B槽中的槽中的H 比电解前增加了 比电解前增加了_mol/L. 4 4H 4e2H24Cl 4e2Cl2 4Ag 4e4Ag4OH 4e2H2OO2 0.2 0.4 34学校课堂 例：例：用两支惰性电极插入用两支惰性电

31、极插入1000mL CuSO4 溶液，通电电解，当电解液的溶液，通电电解，当电解液的PH由由6.0变变 为为3.0时，下列叙述正确的是时，下列叙述正确的是 A、阴极上析出阴极上析出11.2mL氢气（标况）氢气（标况） B、阴极上析出阴极上析出32mg铜铜 C、阳极和阴极质量都没有变化阳极和阴极质量都没有变化 D、阳极上析出阳极上析出5.6mL氧气（标况）氧气（标况） BD 35学校课堂 例：例：按右图装置进行电解（均是惰性电按右图装置进行电解（均是惰性电 极），已知极），已知A烧杯中装有烧杯中装有500 mL20的的 NaOH溶液，溶液，B烧杯中装有烧杯中装有500 mL pH为为6 的的Cu

32、SO4溶液。通电一段时间后，在溶液。通电一段时间后，在b电电 极上收集到极上收集到28mL气体（标准状况），则气体（标准状况），则 B烧杯中溶液烧杯中溶液pH变为（溶液体积变化忽略变为（溶液体积变化忽略 不计）不计） （ ） A4 B3 C2 D1 C C 36学校课堂 例：例：将将1L一定浓度的一定浓度的CuSO4溶液，用溶液，用a、b两个石墨两个石墨 电极电解电极电解，当当a极上产生极上产生22.4L(标标)气体时气体时，b极上只有极上只有 固体析出。然后将固体析出。然后将a、b两电板反接，继续通直流电，两电板反接，继续通直流电， b板上又产生板上又产生22.4L(标标)气体，溶液质量共减

33、少气体，溶液质量共减少227g。 (1)a极上产生极上产生22.4L(标标)气体时，气体时，b极增加的质量；极增加的质量； (2)原溶液的物质的量浓度。原溶液的物质的量浓度。 (1)解：解：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2 阳极：阳极：mO2=1mol32g/mol=32g； 阴极阴极增加增加：mb=2mol64g/mol=128g； 溶液减少：溶液减少：m(1)=160g 37学校课堂 (2)电源反接后，电源反接后，b为阳极为阳极：先：先Cu放电，后放电，后OH-(水电水电)放电，放电， a 为阴极为阴极：先：先Cu2+放电，后放电，后H+ (水电水电)放电

34、，放电， 可细分为三个阶段：可细分为三个阶段： 电镀铜电镀铜，此阶段，此阶段m =0 电解硫酸铜溶液电解硫酸铜溶液，设有，设有xmolO2生成：生成： 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2 2xmol 2xmol xmol 此阶段溶液减少：此阶段溶液减少： m=160 x g 电解硫酸溶液，其本质电解硫酸溶液，其本质是水电解是水电解： 2H2O = 2H2 + O2 2ymol 2ymol ymol，溶液减少：溶液减少：m=36y g x+y=1，160+160 x+36y=227 X=0.25，y=0.75 CCuSO4=(2+20.25)mol1L=2.5mo

35、lL-1 38学校课堂 例例5工业上为了处理含有工业上为了处理含有Cr2O72- 酸性工业废水，采用下面的处理酸性工业废水，采用下面的处理 方法，往工业废水中加入适量的方法，往工业废水中加入适量的NaCl，以铁为电极进行以铁为电极进行 电解，经过一段时间后，有电解，经过一段时间后，有Cr(OH)3 和和Fe(OH)3 沉淀生成，沉淀生成， 工业废水中铬的含量已低于排放标准工业废水中铬的含量已低于排放标准, 请回答下面问题：请回答下面问题： 1. 两极发生的电极反应：两极发生的电极反应： 2. 写出写出Cr2O72-变为变为Cr3+的离子方程式：的离子方程式： 3工业废水由酸性变为碱性的原因：工

36、业废水由酸性变为碱性的原因： 4能否改用石墨电极？说明原因。能否改用石墨电极？说明原因。 阳极：阳极：Fe 2e =Fe2+, 阴极：阴极：2H+ + 2e = H2 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O H+不断放电不断放电, Cr2O72- 与与Fe2+反应中消耗反应中消耗H+, 打破了水的电离平衡打破了水的电离平衡, 使溶液中使溶液中OH- H+ 不能不能, 阳极产生阳极产生Cl2, 得不到得不到 Fe2+，缺少还原剂缺少还原剂, 不能使不能使Cr2O72- 变为变为Cr3+生成生成Cr(OH)3沉淀而除去沉淀而除去 39学校课堂

37、电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液电解一段时间，如何恢原到电解前的溶液 既要考虑既要考虑“质质”又要考虑又要考虑 “量量”. 例如例如:电解电解CuSO4溶液：溶液： 抓住溶液的变化抓住溶液的变化 若加入若加入CuO、Cu(OH)2，均能与均能与H2SO4反应生成反应生成CuSO4. CuOH2SO4CuSO4H2O Cu(OH)2H2SO4CuSO42H2O 比较、消耗的比较、消耗的H2SO4、生成的生成的CuSO4、H2O即可知道即可知道:加加 入入1mol Cu(OH)2能与能与1mol H2SO4反应能生成反应能生成1mol CuSO4 和和2molH2O.不符合电解时的相关物质的比

38、例不符合电解时的相关物质的比例.若改加若改加CuO， 则很合适则很合适. 40学校课堂 思考思考2： 如何确定所加物质的量如何确定所加物质的量?(惰性电极惰性电极) 分析：分析： 由于两极上通过的电子数相等由于两极上通过的电子数相等,故阴、阳两故阴、阳两 极产物的物质的量间一定满足确定的关系极产物的物质的量间一定满足确定的关系.因而加入因而加入 物与其也有一定关系物与其也有一定关系. 例如例如: 电解含电解含0.4mol CuSO4溶液一段时间后，阳极溶液一段时间后，阳极 上生成上生成2.24L气体气体(S.T.P),则应加入则应加入CuO多少克？多少克？(用用 惰性电极惰性电极) 解析解析

39、O2 2CuO 1mol 2mol 0.1mol 0.2mol m(CuO)0.28016(g) 故加入故加入16g CuO即能恢复即能恢复 41学校课堂 例用阳极例用阳极X和阴极和阴极Y电解电解Z的水溶液的水溶液, 电解一段时间后电解一段时间后, 再加入再加入W, 能使溶液恢复到电解前的状态能使溶液恢复到电解前的状态, 符合题意的组是符合题意的组是 ( ) X Y Z W A C FeNaCl H2O B Pt Cu CuSO4CuSO4溶液溶液 C C CH2SO4 H2O D Ag FeAgNO3AgNO3晶体晶体 C A、NaCl电解后生成电解后生成NaOH, 再加水后不能恢复电解前的状态再加水后不能恢复电解前的状态 B、电解电解CuSO4溶液中的溶液中的SO42-物质的量没变物质的量没变,再加再加CuSO4也不能恢复也不能恢复 C、实质是水的电解实质是水的电解,再加适量水再加适量水, 可使可使H2SO4溶液恢复溶液恢复 D、实质是电镀实质是电镀, AgNO3溶液浓度不变溶液浓度不变, 不需加不需加AgN