C7-3-1电解原理课件

电解原理与应用C7-3-1电解原理有序解决电解过程的有关问题：

1.电解质溶液中存在的离子

2.阴、阳离子在外电场作用下的定向迁移

3.电极方程式

4.溶液的pH变化

5.消耗的物质及定量关系C7-3-1电解原理电能转化为化学能的装置1.电离：阳离子＋阴离子2.迁移：阴极

阳极3.竞争放电：阴极上（还原反应）Cu2+＞H+＞Na+

Cu2++2e-=Cu2H++2e-=H2↑阳极上（氧化反应）Cl-＞OH-＞SO42-2Cl--2e-=Cl2↑4OH--4e-=2H2O+O2↑C7-3-1电解原理问题1：观察电解饱和食盐水的装置（如下图）思考，根据什么现象可以推断电解饱和食盐水的产物是什么？分别写出电极反应式和总反应式。问题2：如果电解一段时间后，切断电源，溶液中存在哪些离子？C7-3-1电解原理问题3：若要增加溶液中的ClO-浓度，在其他条件（电解原料、电源和电极）不变的情况下，只改变装置即可达到目的，你能否设计一个装置，并画出装置图，说明其原理。问题4：若要杜绝ClO-的产生，有什么办法？C7-3-1电解原理阳离子交换膜C7-3-1电解原理问题5：将1L物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CuSO4和NaCl的混合溶液用下图装置进行电解，写出阴阳两极的电极反应式和电池总反应式。问题6：若将上图装置中的左边石墨电极更换为铁，写出两极反应式，并描述电解池中可能发生的现象，写出有关的化学反应式。C7-3-1电解原理阴、阳离子的放电顺序阴极上阳离子放电，发生还原反应Ag+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+阳极上阴离子放电，发生氧化反应S2-＞SO32-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞族价含氧酸根＞F－（惰性电极时）电极溶解，阴离子不放电（Au、Pt除外）（活性电极时）C7-3-1电解原理问题7：如图，画出电解过程中溶液pH随时间t变化的大致曲线图（不考虑电极产物的溶解）。电解一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同，计算电路中共转移多少mol电子。C7-3-1电解原理NaCl溶液CuCl2溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液熔融NaCl阳极出氧卤，阴极氢金属盐的离子都放电，离子浓度急速减盐的离子不放电，水耗离子浓度添酸根离子单放电，产物必得卤、氢、碱金属离子单放电，产物必得金、氧、酸C7-3-1电解原理练习：如右图所示，x、y分别是直流电源的两极，Z溶液可能为：①稀硫酸；②NaOH溶液；③Na2SO4溶液；④CuCl2溶液；⑤NaCl溶液；⑥稀盐酸溶液；⑦CuSO4溶液。⑴若通电后发现a、b两电极上均有气体产生，且V(a)︰V(b)=2︰1，则电极a为

极，发生的电极反应式为

，电极b为

极，发生的电极反应式为

，Z溶液可能为

。若产生的气体体积比为1︰1，则阳极的电极反应式为

，Z溶液可能为

。⑵若通电后出现a电极的质量增加，b电极上有无色无味气体产生，则电极a为

极，发生的电极反应式为

，Z溶液可能为

。⑶若通电后出现a电极的质量减少，b电极质量增加，且质量相等。则该装置可能为

装置，Z溶液可能为

，a电极反应式为

。C7-3-1电解原理例：用惰性电极电解下列各组物质中前一种物质的溶液，一段时间后，加入适量的后一物质，能使前一种物质溶液复原的是

A.CuCl2、CuCl2B.NaOH、NaOHC.NaCl、HClD.CuSO4、Cu(OH)2

C7-3-1电解原理问题8：人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图，写出阳极室和阴极室中的电极反应式和总反应式。问题9：上图中质子交换膜的功能是什么？电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比

（填“增大”、“减小”或“不变”）。C7-3-1电解原理问题10：利用本节课复习，请设计一个海水淡化装置。如果有人设计了下图装置来进行海水淡化，你认为其原理是什么？C7-3-1电解原理练习：(2012京)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是

。(2)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32－)，n(HSO3－)变化关系如下表：

上表判断Na2SO3溶液显

性，用化学平衡原理解释：

。

n(SO32－)：n(HSO3－)91：91：11：91pH8.27.26.2C7-3-1电解原理(3)当吸收液的pH降至约为6时，即送至电解槽再生。再生示意图如下:

①HSO3−在阳极放电的电极反应式是

。②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理。C7-3-1电解原理电解计算例1：用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），阴极上析出的质量大约是

A．27mgB．54mgC．108mgD．216mgC7-3-1电解原理与电解的计算：⑴可以利用总反应式或电极反应式，找出各物质的化学计量关系进行计算；⑵也可以依据电子得失守恒，建立已知量和未知量之间的定量关系进行计算，一般而言，在阳极：4e－~2Cl2(Br2、I2)~O2~4H＋在阴极：4e－~2H2~2Cu~4Ag~4OH－C7-3-1电解原理例2：常温下电解200mL一定浓度的NaCl和CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积体积随时间变化的关系如图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)。根据图中信息回答下列问题：⑴通过计算推测：

①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。

②t2时所得溶液的pH。⑵实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。C7-3-1电解原理例3：按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：（1）判断装置的名称：A池为______，B池为______。

（2）锌极为___极，电极反应式为______；铜极为____极，电极反应式为______；石墨棒C1为___极，电极反应式为______；石墨棒C2附近发生的实验现象为______。

（3）当C2极析出224mL气体（标准状况下），锌的质量变化为（增加或减少）_____g，CuSO4溶液的质量变化为（增加或减少）_____g。C7-3-1电解原理原电池和电解池的区分、判定，可从以下几个方面入手：

1.若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定。

2.若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池。

3.若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能自发发生氧化还原反应的装置，即为原电池。C7-3-1电解原理

解答串联电解池问题的重要依据是电子守恒，即串联电路中通过各电极的电子总数是相等的，各电极上的产物及其物质的量可以不同，但各电极上发生氧化与还原反应时得失电子的总数必须相等。C7-3-1电解原理练习：图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（STP）气体。回答：（1）直流电源中，M为___极。（2）Pt电极上生成的物质是_____，其质量为_____g。（3）电源输出的电子与电极b、c、d生成的物质的物质的量之比为2∶___∶___∶____。（4）AgNO3溶液的浓度_____（填增大、减小或不变，下同），AgNO3溶液的pH_____，H2SO4溶液的浓度_____，H2SO4溶液的pH______。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为_____g。C7-3-1电解原理

进行有关电化学计算时，如电极产物的质量或质量之比，溶液的pH或金属的相对原子质量等，一定要紧紧抓住阴、阳极或正、负极的电极反应中得失电子数相等这一规律。C7-3-1电解原理判断下列各电解池的阴、阳极：KOH溶液④Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2①③②C7-3-1电解原理总结：电解池阴、阳极的确定方法C7-3-1电解原理练习：从H+、Na+、Cu2+、Ba2+、Cl-、SO42-离子中，选出恰当的离子组成一种电解质，将电解质溶液按下列要求进行电解(均是惰性电极)：

(1)电解时电解质含量减小，水量不变，则所采用的电解质是

；

(2)电解时电解质的质量保持不变，水量减小，则所采用的电解质是

；

(3)电解时电解质和水的质量都发生变化，则所采用的电解质是

；C7-3-1电解原理练习：Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2。Cu电极为

极，电极反应式为

。石墨电极为

极，电极反应式为

。当电路中有0.1mol电子转移时，有

molCu2O生成。C7-3-1电解原理练习：25℃时，将两个铂电极电解一定量的饱和Na2SO4溶液。通电一段时间后，在阴极逸出amol气体，同时有Wg