电化学电解池精品课件

1、电化学电解池第1页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四电解原理CuCl2溶液CC（电解CuCl2溶液） 1、形成条件：、外加直流电源、两极、电解质溶液、形成闭合回路阳极阴极 第2页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四思维模式：先看阳极材料！活泼金属材料作阳极时：金属失去电子被氧化-成为金属阳离子进入溶液。通电前溶液中存在哪些离子？默诵：离子放电顺序包括水电离生成的H+和OH-（电解CuCl2溶液）第3页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四阳极反应：溶液中常见阴离子的放电顺序S2- I- Br - Cl- OH- 含氧酸根 F- 阴离子（或活

2、泼金属阳极-还原性粒子）在阳极失电子发生氧化反应；阳极：2Cl- - 2e- = Cl2（电解CuCl2溶液）第4页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四注意在溶液中，复杂离子（含氧酸根离子）一般不参与电极反应，而是OH-失电子：4OH- -4e- = 2H2O + O2第5页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四阴极：溶液中的阳离子放电顺序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阳离子（或氧化性粒子）在阴极得电子发生还原反应阴极：Cu2+2e-=Cu（电解CuCl2溶液）第6页，共38页，2022年，

3、5月20日，19点8分，星期四注意活泼金属的盐溶液电解时一般金属阳离子不放电而是溶液中的H+放电：阴极：2H+2e-=H2第7页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四1.电解池电极的判断方法（1）根据直流电源的正负极判断：与电源正极相连的是电解池的阳极与电源负极相连的是电解池的阴极。（2）根据反应类型判断：电解时发生氧化反应（元素化合价升高的反应）的一极是阳极电解时发生还原反应的一极是阴极。电解原理 第8页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四注：金属导电与电解质溶液导电的不同：金属导电靠自由电子的定向移动，移动过程不发生化学变化。电解质溶液导电是阴阳离子的定向

4、移动，在两极发生氧化还原反应。第9页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四（3）根据电极质量发生的变化判断：惰性电极电解可溶性银或可溶性铜盐溶液盐溶液时，电极质量增重的一极是电解池的阴极（在阴极聚集Ag+和H+，Ag+氧化性强，优先得电子析出银，使得阴极质量增重），另一极是阳极。（4）非惰性电极电解电解质溶液时（可溶性硫化物除外）：电极质量减少的一极是阳极，另一极是阴极。阳极质量不增加阴极质量不减少第10页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四（5）根据电极反应现象判断用惰性电极电解U形管内盛放的饱和食盐水，在两极上均放一块润湿的淀粉碘化钾试纸试纸变蓝的一极是电

5、解池的 极另一极是阴极。用惰性电极电解U形管内盛放的饱和食盐水，在两极附近均滴入一些酚酞试液酚酞变红的一极是电解池的 极另一极是阳极。阳阴第11页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四（6）根据电解池现象判断将润湿的石蕊试纸作电解池，用惰性电极进行电解，试纸变红的一端是 _ 这是由于OH-放电，H+相对剩余造成的试纸变蓝的一端是_由于H+放电，OH-相对剩余造成的，这一端电极是。将润湿的碘化钾淀粉试纸作电解池，用惰性电极进行电解，试纸变蓝的一端是_由于I-放电，产生单质碘，碘遇淀粉变蓝造成的，这一端电极是阳极；另一端电极是阴极。阳极阴极阳极第12页，共38页，2022年，5月2

6、0日，19点8分，星期四（7）根据电流大小判断：当两个原电池连在一起时，其中一个产生电流大的作原电池，另一个作电解池。第13页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四2.溶液pH判断：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。如果只产生H2而没O2则pH变大；如果只产生O2而没H2则pH变小；如果既产生H2又产生了O2：若原溶液呈酸性则pH变小；若原溶液呈碱性则pH变大；若原溶液呈中性则pH不变；如果既无H2又无O2产生，则电解质浓度减小电解水，溶液浓度增大第14页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四3.用惰性电极电解时，若使电解后溶液恢复原来状态：一般加入阴极产物和

7、阳极产物的化合物（“出啥加啥”阴、阳两极的逸出物质的对应化合物）。第15页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四4.电极反应式和总反应式的书写 如果题目给定的是图示装置：1，先分析阴、阳极2，再分析溶液中离子的种类和得失电子的能力3，根据阴、阳极反应规律写电极反应式； 如果题目给定的是总反应式：1，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况）2，再选择一个简单变化情况去写电极反应式。3，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。第16页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四（20

8、08全国）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是A.逸出气体的体积a电极的小于b电极B.一电极逸出无味气体，另一电极 逸出刺激性气味气体C.a电极附近呈红色，b电极附近 出现蓝色D.a电极附近呈蓝色，b电极附近 出现红色第17页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是（ ）A.b电极是阴极B.a电极与电源的正极相连C.电解过程中水是氧

9、化剂D.b电极附近溶液的pH变小第18页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四1.简单装置中各电极产物间的计算在一个装置中进行电解时，各电极产物不同，但阴阳极得失电子数相等。根据此标准可对各电极产物、溶液中的产物，以及反应消耗的物质进行计算。电解计算 2.复杂装置中（指多个装置串联连接）各电极产物的判断在串联电解装置中，各电极电子转移数相等。据此，可计算各电极产物，溶液中的c(H+)、c（OH-）的变化。第19页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四在500 g CuSO4溶液中插入两根电极。一极为铁，一极为含杂质锌均匀的粗铜，通电一段时间后，切断电源，立即将电

10、极取出，这时铁极上析出7.04 g铜，电解液增重0.02 g。求粗铜中锌的质量分数。第20页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四根据电极反应式：阳极：Cu(Zn) Cu - 2e- Cu2+Zn-2e-Zn2+阴极：FeCu2+2e-Cux mol2x molx moly moly mol2y mol0.11 mol0.22 mol0.11 mol设参加反应的Cu和Zn的物质的量分别为x mol和y mol。生成的Cu的物质的量第21页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四根据质量和电荷守恒有： 2x+2y=0.22 64x+65y-7.04=0.02解得：x

11、=0.09 mol，y=0.02 mol第22页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四有一硝酸盐晶体，化学式为M（NO3）xnH2O，经测定其摩尔质量为242 gmol。取1.21 g此晶体溶于水，配制成100 mL溶液。将此溶液置于电解池中用惰性材料作电极进行电解。当有0.01 mol电子通过电极时，溶液中全部金属离子即在电极上析出，经测定阴极增重0.32 g。（1）求M（NO3）xnH2O中x的值。（2）求M的相对原子质量和n的值。（3）如电解过程中溶液体积不变，计算电解后溶液的pH。 答案：（1）2（2）64，3（3）pH=1第23页，共38页，2022年，5月20日，1

12、9点8分，星期四 (2)用蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。 电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了a g M，则金属M的相对原子质量为_(用含“a、x”的表达式表示)。 电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是_；将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的pH_。50ax0.168 L2 阴极：Mxxe M电路中转移电子0.02 mol，故金属M的相对原子质量：Ar(M)ax/0.0250ax。第24页，共38页，2022年，5月20日

13、，19点8分，星期四 1.(2010全国)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)第25页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四1.(10全国)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。回答下列问题： (1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)； A管溶液由红变黄 B管溶液由红变黄 A管溶液不变色 B管溶液不变色 (2)写出A管中发生反应的反应式：2H2e H2(或写2H2O2e 2O

14、HH2)Mg22OH Mg(OH)2(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色 碱色黄色)第26页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(3)写出B管中发生反应的反应式： (4)检验a管中气体的方法是 4OH4e 2H2OO2(写2H2O4e 4HO2也可)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰第27页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(5)检验b管中气体的方法是(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大

15、部分溶解)第28页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四2.(2010四川)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题： 第29页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。紫黑色升华第30页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾

16、溶液，溶解时发生反应：3I26KOH 5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为阴极上观察到的实验现象是_。 2I2e I2(或I6OH6e IO3 3H2O)有气泡产生第31页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸 实验方法实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫

17、酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝.若溶液变蓝，说明有I第32页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下： 步骤的操作名称是_步骤的操作名称是_步骤洗涤晶体的目的是_冷却结晶干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质第33页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四3.(8分)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2。(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_(填序号)。ANiO2 BFeCFe(OH)2

18、 DNi(OH)2 放电充电A第34页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四4，（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成 C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li2H2O= 2LiOHH2第35页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四5，（2011安徽高考12）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是： A. 正极反应式：AgCle=AgCl B. 每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C. Na不断向“水”电池的负极移动 D. AgCl是还原产物第36页，共38页，2022年，5月20日，19点8分，星期四6，（2011山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为 电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A. 未通电前上述镀锌装置可构成原电池， 电镀过程是该原电池的充电