电解池第一轮复习课件.

1、 高三化学第一轮复习高三化学第一轮复习 电解池原理及其应用电解池原理及其应用 1.电解：电解：使使直流电直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应氧化还原反应的过程，叫做电解。的过程，叫做电解。3.构成电解池的条件：构成电解池的条件：直流电源；直流电源；阴极阴极:与电源与电源负极负极相连相连 阳极阳极:与电源与电源正极正极相连相连 阴、阳阴、阳 电极电极电解质溶液或熔融电解质；电解质溶液或熔融电解质；2.电解池：电解池：电能转变为化学能的装置。电能转变为化学能的装置。CC一、电解原理形成闭合回路。形成闭合回路。CC工作原理：工作原理：电荷流动方向电荷流

2、动方向氧化氧化还原还原分析电极反应的一般思路：分析电极反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子明确溶液中存在哪些离子根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴极还原分析得出产物极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子阴阳两极附近有哪些离子小结小结明确阳极电极材料明确阳极电极材料 阳极：阳极：. 放电顺序放电顺序活泼电极活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根含氧酸根F- 阴极：阴极：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+酸酸水水活泼金属电极（活泼金属电极（AlAg)：金属本身失去电子。（如金属本身失去电子。（如Fe、Cu等）等）

3、惰性电极惰性电极(C、Pt)：溶液中的阴离子溶液中的阴离子(还原性）失去电子。还原性）失去电子。溶液中的阳离子（氧化性）得电子。溶液中的阳离子（氧化性）得电子。不参与电极反应，不参与电极反应，电极材料；电极材料；离子的性质离子的性质二、电解规律二、电解规律、电解、电解时，如电解时，如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液等溶液阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解 电解后溶液中电解后溶液中PH值的变化？值的变化？实质：电解水实质：电解水分析：惰性电极电解电解质溶液的规律：分析：惰性电极电解电解质

4、溶液的规律：、电解、电解无氧酸溶液无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液无氧酸盐溶液，如电解盐酸、，如电解盐酸、CuCl2溶液等溶液等 电解后溶液中溶液电解后溶液中溶液PH值？值？阳极：阳极： 2Cl 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 电解电解盐酸电解盐酸实质：电解质本身被电解实质：电解质本身被电解、电解、电解不活泼金属的含氧酸盐不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极 ： 4OH4e2H2O

5、 +O2阴极：阴极： 2Cu2+ +4e2Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解 电解后溶液中电解后溶液中PH？电解电解CuSO4溶液溶液、电解、电解活泼金属的无氧酸盐溶液活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。 电解后原溶液中电解后原溶液中PH？阳极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解 （1 1） 在阳极，由于在阳极，由于 容易失去电子，被氧化生容易失去

6、电子，被氧化生成成 。 阳极方程式：阳极方程式： ; ; （2 2）在阴极，由于）在阴极，由于 容易得到电子被还原生成容易得到电子被还原生成 使使H H2 2O O 电离向右移动，因此阴极电离向右移动，因此阴极 浓度增大，浓度增大，PHPH 。 阴极方程式：阴极方程式： 。 2Cl- - 2e- = Cl22H+ + 2e- = H2 Cl-Cl2H+H2OH-增大增大三、电解原理的应用三、电解原理的应用1、氯碱工业、氯碱工业总化学方程式：总化学方程式： ; ;总离子方程式总离子方程式: . (3)(3)电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为：电解前向溶液中滴加酚酞，通电后现象为： _ ，两极极

7、板上都有气，两极极板上都有气体产生，如何检验气体的种类？体产生，如何检验气体的种类？ NaOH2HClOH2NaCl2222电解OH2HClOH2Cl2222电解 阴极附近的溶液无色变为阴极附近的溶液无色变为红色红色阳极阳极:产生产生刺激刺激气体使湿润气体使湿润KI淀粉试淀粉试纸变蓝色纸变蓝色. 阴极阴极: :产生产生无色、无味气体无色、无味气体(2)避免生成物H2和Cl2混合,因为: .(1)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯,反应方程式: .第一个问题:Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O混合遇火或遇强光爆炸混合遇火或遇强光爆炸解决解决方法:使用离子交换

8、膜使用离子交换膜立式隔膜电立式隔膜电解槽解槽 提示：提示：第二个问题：精第二个问题：精制制食盐水食盐水 由于粗盐中含有泥沙、由于粗盐中含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO42等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子等杂质，会在碱液中形成沉淀从而损坏离子交换膜，那么如何除去这些杂质呢？交换膜，那么如何除去这些杂质呢？3、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个、所有试剂只有过量才能除尽，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？合理的顺序逐一除杂吗？2、用什么试剂除去、用什么试剂除去Ca2+ 、Mg2+、 Fe3+ 、SO421、用什么方法除去泥沙？、用什么方法除去泥沙？泥沙泥沙、Na+、 C

9、l-、Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、SO42-Na+、 Cl-、 .Mg2+、 Ca2+、 Fe3+ 、 SO42-NaNa+ +、 ClCl- -、 MgMg2+2+、 CaCa2+2+、 FeFe3+3+ 、引入引入BaBa2+2+ Na+、 Cl-、 Ca2+ 、 Ba2+ 、引入引入OH-Na+、 Cl-、CO32-、OH-Na+、 Cl-沉降沉降除泥沙除泥沙略过量略过量BaCl2 溶液溶液除除SO42-略过量略过量Na2CO3 溶液溶液除除Ca2+. Ba2+ 略过量略过量NaOH 溶液溶液除除Fe3+ , Mg2+ 适量适量HCl溶液溶液调节调节PH 除除CO32- 、OH-

10、2、铜的电解精炼、铜的电解精炼、粗铜、粗铜:Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等、粗铜的精炼、粗铜的精炼粗铜粗铜:阳极，阳极，纯铜纯铜:阴极，阴极， CuSO4:电解液电解液阳极：阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 阴极：阴极： Cu2+ +2eCu电解后硫酸铜溶液的电解后硫酸铜溶液的浓度略有减小浓度略有减小3、电镀、电镀、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层 其它金属或合金的过程。其它金属或合金的过程。、电镀池形成条件、电镀池形成条件、镀件作阴极镀件作阴极、镀层金属作阳极镀层金属作阳极、含镀层金属阳离子

11、含镀层金属阳离子 的盐溶液作电解液的盐溶液作电解液、电镀的特点、电镀的特点电镀液的组成及酸碱性保持不变电镀液的组成及酸碱性保持不变4、电冶金属、电冶金属（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）（冶炼活泼金属钠、镁、铝等）制取金属钠制取金属钠电解熔融状态的氯化钠。电解熔融状态的氯化钠。通直流电后，通直流电后，阳极：阳极： 2Cl - 2e- = Cl2阴极：阴极：2Na+ + 2e- = 2Na总反应：总反应： 2NaCl(熔融熔融) 2Na + Cl2 通电 结论：结论：电解法是冶炼金属的一种重要方电解法是冶炼金属的一种重要方 法，是法，是最强有力的氧化还原最强有力的氧化还原的手段。的手段。制取金属铝制取

12、金属铝电解熔融状态的氧化铝。电解熔融状态的氧化铝。阳极：阳极：6O 2- 12e- = 3O2阴极：阴极：4Al 3+ + 12e- = 4Al总反应：总反应：2Al2O3(熔融熔融) 4Al + 3O2 通电 冰晶石冰晶石写出工业上电解氯化镁冶炼金写出工业上电解氯化镁冶炼金属镁的电解方程属镁的电解方程 式式练习练习 1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。思考与训练思考与训练下列说法或实验现象的描述不正确的是（下列说法或实验现象的描述不正确的是（ ）A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡铜片表面出现

13、气泡B把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁现一层铁C把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速度加快氯化铜溶液，气泡放出速度加快D与电源负极相连的是电解槽的阴极与电源负极相连的是电解槽的阴极B思考与训练思考与训练（02上海）上海）某学生想制作一种家用环保型消某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对杀菌能力的消毒液

14、，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是是 Aa为正极，为正极，b为负极；为负极；NaClO和和NaCl Ba为负极，为负极，b为正极；为正极；NaClO和和NaClCa为阳极，为阳极，b为阴极；为阴极；HClO和和NaCl Da为阴极，为阴极，b为阳极；为阳极；HClO和和NaClB负负正正变式训练：变式训练：电解电解KI溶液、溶液、MgCl2溶液。溶液。思考与训练思考与训练在在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解极，通电电解(不考虑水分蒸发不考虑水分蒸发)，则：，则： 若两极

15、均为铜片，试说明电解过程中溶液溶若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化质浓度将怎样变化 。 若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 如果两极均为铜片且不考虑如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电在阴极上放电当电路中有当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重电子通过时，阴极增重 g，阴极上的电极反应式是阴极上的电极反应式是 。不变不变1.28Zn 2eZn2+Cu2+ +2eCu思考与训练思考与训练(2009惠州惠州) 利用电解实验可以制得纯净的利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为

16、石墨和铁。如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。（1） a电极的材料应为电极的材料应为 ，电极反应式，电极反应式 。（2）电解液）电解液c可以是可以是 A.纯水纯水 B.NaCl溶液溶液 C.NaOH溶液溶液 D.CuCl2溶液溶液（3）d可以是可以是_， 作用是作用是 ，在加在加d之前对电解液之前对电解液c应作何简单处理？应作何简单处理？ 。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是可采取的措施是 A.改用稀改用稀H2SO4作电解液作电解液B.适当增大电源的电压适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度适

17、当降低电解液的温度（5）若）若c用用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象是再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象是?Fe Fe-2e- =Fe2+ BC隔绝空气隔绝空气苯苯加热煮沸，排出溶解的加热煮沸，排出溶解的O2BC白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色BC思考与训练思考与训练1、某同学按右图所示的装置进行电解实验。、某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )A电解过程中，铜电极上有电解过程中，铜电

18、极上有H2产生产生B电解初期，主反应方程式为：电解初期，主反应方程式为：C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，整个电解过程中，H的浓度不断增大的浓度不断增大用铂电极电解用铂电极电解CuSO4溶液，当溶液，当Cu2+浓浓度降低至原来一半时停止通电，若加度降低至原来一半时停止通电，若加入下列物质能使溶液恢复成原来浓度入下列物质能使溶液恢复成原来浓度的是的是 A无水无水CuSO4 BCuO CCu(OH)2 DCuSO45H2O( B )思考与训练思考与训练工业上采用工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液溶液制制KMnO4。电解时电解

19、时,应以应以 作阴极，作阴极， 电解过程中阴极附近溶液电解过程中阴极附近溶液pH将会将会 , 阳极反应式为阳极反应式为 , 总电解反应式为总电解反应式为 。 Fe增大增大巩固与训练巩固与训练 将等物质的量浓度的将等物质的量浓度的CuSO4和和NaCl溶液等体积混合后，用石墨溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解。电极进行电解。C巩固与训练巩固与训练则上列说法正确的是：则上列说法正确的是：( )A阳极产物一定是阳极产物一定是Cl2，阴极产物一定是，阴极产物一定是CuBBC段表示在阴极上是段表示在阴极上是H+放电产生了放电产生了H2C整个过程中阳极先产生整个过程中阳极先产生Cl2，后产生，后产生O2

20、DCD段表示阳极上段表示阳极上OH-放电破坏了水的电放电破坏了水的电离离 平衡，产生了平衡，产生了H+电解过程中，溶液电解过程中，溶液pH随时间随时间t变化的曲线如上图。变化的曲线如上图。（天津高考（天津高考12 ）金属镍有广泛的用途。粗镍中金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是备高纯度的镍，下列叙述正确的是 （ ） （已知：氧化性（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e = NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极

21、质量的电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和和Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和和PtD思考与训练思考与训练用两只惰性电极插入用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液溶液中，通电电解。当溶液的中，通电电解。当溶液的pH值由值由60下降到下降到20 (电解过程中溶液体积变化电解过程中溶液体积变化忽略不计忽略不计)，阴极析出铜的质量，阴极析出铜的质量 （ ） 16 32 64 128有关电解的计算有关电解的计算电子守恒规律应用电子守恒规律应用思考与训练思考与训练用惰性电极电解用惰性电极电解M(NO3)的水溶液，当的水溶液，当阴极上增重阴极上增重ag时，在阳极上同时产生时，在阳极上