高中化学 第二课时电解原理的应用课件 鲁科版选修4

1、二、电解原理的应用二、电解原理的应用电解饱和食盐水反应原理电解饱和食盐水反应原理思考思考:（1）饱和食盐水中存在哪些离子？）饱和食盐水中存在哪些离子？在电场中如何运动？在电场中如何运动？（2）电电解池的两极各产生什么现象解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象什么现象?（3）怎怎样初步检验两极产物的生成样初步检验两极产物的生成?（4）结合教材，分析产生这种现象）结合教材，分析产生这种现象的原因？的原因？ 在在U型管里装入饱和食型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。极，一根铁棒作阴极。接通直流电源接通

2、直流电源实验装置实验装置1.电解食盐水电解食盐水现象：现象：阳极：有气泡产生，使阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉湿润的淀粉KI溶液溶液变蓝变蓝阴极：有气泡产生，滴阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红加酚酞溶液变红阳极：阳极：2Cl-2e- =Cl2阴极：阴极：2H+2e- =H2总式：总式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(条件条件:通电通电)实验装置实验装置离子的放电顺序：离子的放电顺序：（2） 用惰性电极用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等、石墨、钛等)时：时：溶液中阴离子的放电溶液中阴离子的放电顺序顺序放电由易到难放电由易到难放电由易到难放电由易到难放电放电顺序顺序阴离子失去电子

3、而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。 （1）活泼金属（如活泼金属（如Ag、Cu、Fe、Zn ）做）做阳极材料，阳极材料，金属在金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。阳极：阳极：阴极阴极: : 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：离子在阴极上放电顺序是：1、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴、以石墨作电极分别电解下列溶液，在阴极不能得到氢

4、气的是（极不能得到氢气的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH2、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解、以石墨作电极分别电解下列溶液，电解质和水的量都发生变化的是（质和水的量都发生变化的是（ ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOHBBC电解饱和食盐水反应原理装置图 阴极：阴极： 阳极：阳极：总反应：总反应：2H+ + 2e- H22Cl- -2e- Cl22H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 电解电解2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH电解电解上述装置的弱点：上述装置的弱点： 1

5、.H2和和Cl2 混合不安全混合不安全 2.Cl2会和会和NaOH反应，会使得到的反应，会使得到的 NaOH不纯不纯+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水淡盐水NaOH溶液溶液精制饱和精制饱和NaCl溶液溶液H2O（含少量（含少量NaOH）离子交换膜离子交换膜 阳阳 极极金属钛网金属钛网阴阴 极极碳钢网碳钢网阳阳极极室室阴阴极极室室1、生产设备名称：离子交换膜电解槽、生产设备名称：离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网阴极：碳钢网(有镍涂层有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子交换膜：只允许阳阳离子通过，把电解离子通过，把电解槽隔成阴极室和

6、阳极室。槽隔成阴极室和阳极室。2、离子交换膜的作用：、离子交换膜的作用： (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量影响氢氧化钠的产量3、以石墨作电极分别电解下列溶液，、以石墨作电极分别电解下列溶液，1、 Na2S溶液溶液2、AgNO3溶液溶液以上溶液，电解后碱性增强的有以上溶液，电解后碱性增强的有 ，电解后酸性增强的有电解后酸性增强的有 。1，32，43、 FeCl2溶液溶液4、 NaHSO4溶液溶液4 ： 铂电极电解铂电极电解1LCu(NO3)2和和KNO3混合溶液混合溶液,通

7、电一段时间通电一段时间,两极均产生两极均产生11.2L(S.T.P)气体气体.求电解后溶液的求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量并确定析出铜的物质的量.解析：阳极解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+O2 阴极阴极 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 阳极转移电子的物质的量为阳极转移电子的物质的量为: 0.54 = 2mol,消耗消耗4OH- 2mol,即产生即产生H+ 2mol. 阴极生成阴极生成0.5molH2,消耗消耗H+ 1mol;所以溶液中所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成生成H2转移的电子转移的电子:0.5 2=1mol,故还有故还有1mole- 用

8、于还原用于还原Cu2+,可析出铜为可析出铜为0.5mol. 5： 某硝酸盐晶体化学式为某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)xnH2O，式量为，式量为242，将将1.21g该晶体溶于水配成该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进溶液，用惰性电极进行电解。当有行电解。当有0.01 mol 电子转移时，溶液中金属离子全电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重部析出，此时阴极增重0.32g。求：。求：金属金属M的相对原子质量及的相对原子质量及 x、n 值；值；电解溶液的电解溶液的pH（溶液体积仍为（溶液体积仍为100mL）。）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g所以：x = 2 ；M = 64 ；n = 3产生H+为0.01mol，pH=16 6、右右图中图中x x、y y分别是直分别是直流电源的两极流电源的两极, ,通电后发通电后发现现a a极板质量增加极板质量增加,b,b极板极板处有无色无臭气体放出处有无色无臭气体放出, ,符合这一情况的符合这一情况的A 电解原理的应用（饱和食盐水电解原理的应用（饱和食盐水)阳极：阳极：阴极：阴极：惰性电极惰性电极阳极：阴离子放电（阳极：阴离子放电（S2-、I、Br、Cl、OH）阴极：阳离子放阴极：阳离子放