电解质在通电情况下的变化

1、电解质在通电情况下的变化第1页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五原电池“负极出电子，电子回正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应原 电 池 原 理复习回忆第2页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五 G Zn Cu H2SO4溶液写出右图原电池的电极反应、电池总反应。负极：Zn 2e- Zn2+正极： 2H+ 2e- H2电池总反应：Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2第3页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五构成原电池的条件是什么？(1)有两个活动性不同的导体作电极 (2)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）正极、负极、

2、电解质溶液构成闭合回路(3)负极材料能与电解质溶液能发生自发进行的氧化还原反应。把化学能转化为电能的装置。闭合电路电极相连接触电解质溶液自发的氧化还原反应分两处进行第4页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五简单原电池的正负极和电子流向如何？氧化反应Zn-2eZn2+ 铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H+2e- H2阴离子阳离子负极正极 阳离子第5页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五判断下列装置，哪些能形成原电池?NaOHAlC(A)酒精 ZnCu(B)H2SO4ZnZn(C)(D)H2SO4ZnCuH2SO4ADE盐桥(E)第6页

3、，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五一、电解氯化铜溶液CCCuCl2溶液问题：如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？第7页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五第8页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五e-e-e-e-通电时离子和电子的移动方向 Cu2+ H+OH- Cl-电极电势高电极电势低+第9页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五【实验】1实验现象及结论：与电源负极相连的碳棒有一层红色的铜生成。发生还原反应 阴极。与电源正极相连的碳棒上有气泡产生，经检验，是氯气。发生氧化反应 阳

4、极。反应式：CuCl2 Cu + Cl2 CCCuCl2溶液CuCl2阴极阳极第10页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五2电解氯化铜溶液原理：通电前：CuCl2 Cu2+ + 2Cl， Cu2+、Cl为自由移动的离子；通电后：Cu2+移向阴极得到电子， Cl移向阳极失去电子；电极反应：阳极：2Cl 2eCl2（氧化反应）阴极：Cu2+ 2eCu（还原反应）总反应式：CuCl2 Cu + Cl2通电前 阴极阳极通电后第11页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1.电解 概念: 使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程二、电解原

5、理及其应用2.电解池(1)装置特点：将电能转化转化为化学能(2)形成条件两个电极（只说阴、阳极，不能讲正负极）电解质溶液 (或熔化的电解质)直流电源（形成闭合回路）3电极的判断阴极：与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应Cu2+ H+OH- Cl-e-e-第12页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五（1）在阳极上活性材料作电极时：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。用惰性电极(Pt、石墨)时：溶液中阴离子的放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-。（2）在阴极上无论

6、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。阳离子在阴极上放电顺序是：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+（与金属活动性顺序相反）4电解电极产物的判断：要判断电极反应的产物必须 掌握放电顺序。第13页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五 （一）氯碱工业简介1、概念： 工业上用电解饱和食盐水的方法来制烧碱、氯气、氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。三、氯碱工业2、氯碱工业产品：第14页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五 电解饱和食盐水NaOH Cl2 H2含氯

7、漂白剂HCl 有机合成 造纸 玻璃 肥皂 纺织 印染 有机合成合成氯化物 农药 有机合成 金属冶炼第15页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五（二）氯碱工业原理思考:（1）电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，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成? 在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源第16页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1.电解食盐水现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl-2e- Cl2阴极：2H+2e- H2总式：2NaCl+2H

8、2O 2NaOH+H2+Cl2(条件:通直流电)第17页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，微弱电离，因此在溶液中存在着Na、H、Cl、OH四种离子。当接通直流电源后，带负电的OH和Cl向阳极移动，带正电的Na和H向阴极移动。在这样的电解条件下，Cl比OH容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。在阴极，H比Na容易得到电子，因而H不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。溶液中的H是由水的电离生成的，由于H在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的

9、电离平衡，水分子继续电离出H和OH，H又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。第18页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜 阳 极金属钛网阴 极碳钢网阳极室阴极室2氯碱工业:离子交换膜法制烧碱第19页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢 阳极：钛阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：a、防

10、止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。第20页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五粗盐的成份： 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42杂质，会与碱性物质反应产生沉淀，损坏离子交换膜精制食盐水杂质的除去过程：粗盐水 含少量Ca2+.Mg2+精制盐水1、Na2CO3必须在BaCl2之后2、加入盐酸在过滤之后第21页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五复习思考：1根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定原电池的电极名称？2氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离子、铜离子、氢离子，为什么电解氯化铜溶液时氯离子和铜离子分别

11、在电极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧根离子、氢离子放电生成氧气和氢气？3用惰性电极电解时，常见的阴阳离子放电顺序？4电解加有酚酞的饱和食盐水时什么极附近溶液变红？为什么？5精制食盐水时除去Ca2+、Mg2+、SO42-时加入试剂的顺序？第22页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1根据什么确定电解池的电极名称？根据什么确定原电池的电极名称？电解池：与电源负极相连的电极叫阴极；与电源正极相连的电极叫阳极。原电池：较活泼金属电极叫负极；较不活泼金属电极叫正极(或能导电的非金属如石墨等)第23页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五2氯化铜溶液中有氯离子、氢氧根离子

12、、铜离子、氢离子，为什么电解氯化铜溶液时氯离子和铜离子分别在电极上放电生成氯气和铜，而不是氢氧根离子、氢离子放电生成氧气和氢气？答： Cu2+ H移向阴极，Cu2+比H容易得到电子，因而Cu2+ 不断地从阴极获得电子被还原金属铜； Cl 和OH移向阳极，Cl比OH容易失去电子，因而Cl在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子而得到氯气；第24页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五3用惰性电极电解时，常见的阴阳离子放电顺序？阳极：用惰性电极(Pt、石墨)时：溶液中阴离子的放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子）F-。阴极：阳离子在阴极上放电顺序

13、是：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+（与金属活动性顺序相反）第25页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五4电解加有酚酞的饱和食盐水时什么极附近溶液变红？为什么？阴极附近溶液变红。水的电离生成H和OH，由于H在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，结果在阴极区溶液里OH的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。第26页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五5精制食盐水时除去Ca2+、Mg2+、SO42-时加入试剂的顺序？Na2CO3必须在BaCl2之后；加入盐酸在过滤之后。第27页，共4

14、2页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1.电镀定义利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。装置阳极：Cu - 2e Cu2+阴极：Cu2+ 2e Cu 电镀的结果，硫酸铜溶液的浓度保持不变。电镀材料的选择阴极镀件电镀液含有镀层金属离子的溶液阳极镀层金属铁片铜片硫酸铜溶液四、电解原理的应用 第28页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五2.铜的电解精炼电极反应式阴极（纯铜）: Cu2+ + 2e- Cu (还原反应)阳极（粗铜）: Cu - 2e- Cu2+ (氧化反应)Zn - 2e- Zn2+ Ni-2e- Ni2+阳极泥: 相对不活泼的金属以

15、单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥粗铜纯铜 CuSO4溶液第29页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五小结与电源正极相连阳极阴极与电源负极相连发生氧化反应阳离子移向阴离子移向发生还原反应1、电源、电极、电极反应关系2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电冶金第30页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1、池型的判断有外加电源一定为电解池，无外加电源一定为原电池；多池组合时，一般含活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。小结：一、原电池与电解池的比较及判断：3、电解池放电顺序的判断阳极放电： 1）惰性电极：则溶液中阴离子放电。 2）非惰性电极：电

16、极材料首先失电子。阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断原电池，看电极材料，电解池看电源的正负极。第31页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五 实 质装置名称能量转化电极名称装置差异电子流向电极反应原电池电解池负极：电子流出正极：电子流进阴极：与电源负极相连阳极：与电源正极相连无电源，两极材料不同有电源，两极材料可同可异正极：得电子还原反应负极：失电子氧化反应阴极：得电子还原反应阳极：失电子氧化反应电源负极 阴极电源正极 阳极负极 正极化学能 电能电能 化学能电极式写法：找物质，标得失选离子，平电荷配个数，巧用水负极判断方法：1、较活泼的金属2、电子流出3

17、、发生氧化反应阳极判断方法：1、连电源正极2、发生氧化反应3、阴离子移向第32页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五原电池电解池电镀池定义化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。形成条件活动性不同两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源电极插人电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原

18、反应阳极：氧化反应阴极：还原反应三池比较：原电池、电解池、电镀池的比较第33页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五练习1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。第34页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五2100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ）。A加入适量的6mol/L的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液C加入适量蒸馏水 D加入适量的氯化钠溶液 B第35页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五1、用两只惰性电极插入100mLCuSO4溶液中，通电电解。当溶液的pH值由6.0下降

19、到2.0 (电解过程中溶液体积变化忽略不计)，阴极析出铜的质量 （ ）16 32 64 1282、用惰性电极电解M(NO3)的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是A. B. C. D. 第36页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五4.用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH值从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mgB第37页，共42页，2022年，5月20日，7点35分，星期五.为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的PH值逐渐减小DCuSO4溶液的PH值不变a X Y bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液AC 第38页，共4