電解池的工作原理及應用 yong

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1、會計學1電解池的工作原理及應用電解池的工作原理及應用 yong一、電解池：一、電解池：1、定義：、定義：2、形成電解池的條件：、形成電解池的條件：3、電極名稱：、電極名稱：4、電極材料、電極材料 電能轉化為化學能的裝置電能轉化為化學能的裝置與電源相連的兩個電極與電源相連的兩個電極電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)形成閉合回路形成閉合回路陰極陰極:與電源與電源負極負極相連相連,得得電子電子,還原還原反應反應陽極陽極:與電源與電源正極正極相連相連,失失電子電子,氧化氧化反應反應惰性電極：惰性電極：C、Pt、Au不發(fā)生反應不發(fā)生反應活性電極：活性電極：Ag及以前金屬，作陽極則溶解及以前金屬

2、，作陽極則溶解第1頁/共27頁5 5離子放電順序離子放電順序(1)(1)陰極放電順序陰極放電順序(陽離子氧化性越強，越容易反應陽離子氧化性越強，越容易反應)Ag+Hg2+Fe3+Cu2+(H+)一般水溶液里只考慮此部分一般水溶液里只考慮此部分Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+濃度大時排在濃度大時排在H H+前面前面Al3+Mg2+Na+Ca2+K+在水溶液里不放電在水溶液里不放電,只在只在熔化熔化狀態(tài)下狀態(tài)下放電放電第2頁/共27頁（2 2）陽極放電順序）陽極放電順序(先看電極后看溶液先看電極后看溶液)S2IBrClOH一般水溶液里只考慮此部分一般水溶液里只考慮此部分NO3SO42CO32F 在

3、水溶液里不放電在水溶液里不放電A、活潑金屬電極活潑金屬電極:金屬失電子金屬失電子(除金和鉑除金和鉑)B、惰性電極惰性電極(C、Au、Pt):溶液中陰離子失溶液中陰離子失去電子去電子(離子還原性越強，越容易反應離子還原性越強，越容易反應)第3頁/共27頁1、寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液、寫出以碳棒作電極電解飽和氯化鈉溶液的電極反應式的電極反應式2、寫出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的、寫出以銅棒作電極電解氯化銅溶液的電極反應式電極反應式練練習習陽極陽極 (C)(C)：2Cl 2Cl 2e2eClCl2 2陰極陰極 (C)(C)：2H2H+2e+2e H H2 2 陽極陽極(Cu)：Cu 2eC

4、u2+陰極陰極(Cu)：Cu2+2e Cu 第4頁/共27頁1、活潑金屬的冶煉、活潑金屬的冶煉(分析過程分析過程,書寫電極反應式書寫電極反應式)總反應式總反應式:2NaCl 2Na+Cl2 總反應式總反應式:MgCl2 Mg+Cl2 總反應式總反應式:2Al2O3 2Al+3O2鈉的制取鈉的制取鎂的制取鎂的制取鋁的制取鋁的制取二、電解原理的應用二、電解原理的應用第5頁/共27頁粗銅純銅2、電解精煉銅、電解精煉銅 純銅作陰極，粗銅作陽極；純銅作陰極，粗銅作陽極；e-e-Ag Au硫酸銅溶液作電解液硫酸銅溶液作電解液第6頁/共27頁銅的電解精煉銅的電解精煉粗銅所含的雜質(zhì)粗銅所含的雜質(zhì)ZnZn、Fe

5、Fe、NiNi、AgAg、AuAu等等+純銅純銅粗粗銅銅CuSOCuSO4 4溶液溶液粗銅的精煉粗銅的精煉以粗銅為陽極，以純銅以粗銅為陽極，以純銅為陰極，為陰極，以以CuSOCuSO4 4溶液溶液為電解質(zhì)溶液進行電解為電解質(zhì)溶液進行電解陽極：陽極：Zn Zn 2e2eZnZn2+2+FeFe2e2eFeFe2+2+Ni Ni 2e2eNiNi2+2+CuCu2e2eCuCu2+2+陰極：陰極：CuCu2+2+2e+2eCuCuu長時間電解后必須補充電解液長時間電解后必須補充電解液第7頁/共27頁概念：概念：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬或合金的過程

6、。其它金屬或合金的過程。電鍍池形成條件電鍍池形成條件+鍍件鍍件鍍層金屬鍍層金屬含鍍層金屬離子的鹽溶液含鍍層金屬離子的鹽溶液電鍍的特點電鍍的特點電鍍液的組成及酸堿性基本電鍍液的組成及酸堿性基本保持不變保持不變3 3、電鍍、電鍍陰極陰極鍍件鍍件陽極陽極鍍層金屬鍍層金屬電鍍液電鍍液含有含有鍍層金屬離子鍍層金屬離子的溶液的溶液第8頁/共27頁4 4、氯堿工業(yè)、氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水)+-精制飽和精制飽和NaClNaCl淡鹽水淡鹽水ClCl2 2H H2 2NaOHNaOH溶液溶液H H2 2O O含少量含少量NaOHNaOHClCl-ClCl2 2H H2 2OHOH-NaNa+NaN

7、a+交換膜交換膜電解飽和食鹽水的原理示意圖電解飽和食鹽水的原理示意圖2H2H+2e+2e-=H=H2 22Cl2Cl-2e-2e-=Cl=Cl2 2陽陽 陰陰H H+從何來？從何來？第9頁/共27頁練習：惰性電極電解下列溶液，書寫電練習：惰性電極電解下列溶液，書寫電極反應式和總反應方程式極反應式和總反應方程式H2SO4 HCl CuSO4 NaClNaOH CuCl2 AgNO3 KClK2SO4 Cu(NO3)2 BaCl2第10頁/共27頁如電解如電解H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3、NaOHNaOH、NaNa2 2SOSO4 4等溶液等溶液陽極陽極 ：4OH4OH4e4e2

8、H2H2 2O+OO+O2 2陰極：陰極：4H4H+4e+4e2H2H2 2 電解后溶液中電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)增大，若要恢，若要恢復原來的濃度，只需加入一定量的復原來的濃度，只需加入一定量的水水即可。即可。用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律(1)(1)電解水型：電解水型：總反應總反應:2H2H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2 電解電解PH變變？含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液含氧酸、強堿溶液、活潑金屬的含氧酸鹽溶液變大、小、不變變大、小、不變第11頁/共27頁如電解鹽酸、如電解鹽酸、CuCl2、CuBr2溶液等溶液等電解后溶液中電

9、解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要恢若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量的復原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)溶質(zhì)(通入一定量的通入一定量的HCl氣體氣體)陽極：陽極：2Cl 2eCl2陰極：陰極：2H+2e H2 電解鹽酸電解鹽酸(2)電解電解質(zhì)本身：電解電解質(zhì)本身：總反應：總反應：2HCl Cl2+H2 電解電解無氧酸溶液無氧酸溶液(除除HF)、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液第12頁/共27頁如電解如電解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液等。溶液等。陽極陽極：4OH4e2H2O+O2陰極：陰極：2Cu2+4e2Cu電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)

10、的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要，若要恢復原來的組成和濃度，需加入一定量恢復原來的組成和濃度，需加入一定量金屬金屬氧化物或者碳酸鹽。氧化物或者碳酸鹽。電解電解CuSO4溶液溶液(3)放氧生酸型：放氧生酸型：總反應：總反應：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 電解電解不活潑金屬的含氧酸鹽不活潑金屬的含氧酸鹽PH變變？變小變小第13頁/共27頁如電解如電解NaCl、KCl、MgCl2 溶液等。溶液等。電解后原溶液中電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)減小，若要，若要恢復原來的組成和濃度，需通入一定量的恢復原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl氣體氣體。陽極陽極(C)

11、：2Cl 2eCl2陰極陰極(C)：2H+2e H2 (4)放氫生堿型：放氫生堿型：總反應：總反應：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2 電解電解PH變變？活潑金屬的無氧酸鹽溶液活潑金屬的無氧酸鹽溶液變大變大第14頁/共27頁A 1、用石墨作電極電解、用石墨作電極電解 100mLH2SO4和和 CuSO4的混合溶液，通電一段時間后，的混合溶液，通電一段時間后，兩極均收集到兩極均收集到2.24L氣體（標準狀況下）氣體（標準狀況下），原混合溶液中，原混合溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度的物質(zhì)的量濃度為（為（）A1mol/L B2mol/L C3 mol/L D4 mol/L第15頁/共27頁

12、原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律1 1、無外接電源，、無外接電源，可能是原電池：可能是原電池：依據(jù)原電依據(jù)原電池的形成條件判定，池的形成條件判定，“三看三看”電極：電極：兩極為導體且活潑性不同兩極為導體且活潑性不同 電解液：電解液：兩極插入電解液中兩極插入電解液中 回路：回路：形成閉合回路或兩極接觸形成閉合回路或兩極接觸2 2、有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，、有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，可能是電解池或電鍍池：可能是電解池或電鍍池：當陽極金屬與電解當陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，為電鍍池，其質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同，為電鍍池，其余情況為電解池。余情

13、況為電解池。第16頁/共27頁【原電池與電解池的結合原電池與電解池的結合】池及電極的判斷方法池及電極的判斷方法有一極能有一極能與電解液與電解液反應則該反應則該極為原電極為原電池、該極池、該極負極，與負極，與之相連的之相連的為電解池為電解池的陰極。的陰極。第17頁/共27頁練習練習1 1：在：在50mL 0.2mol/L50mL 0.2mol/L的硫酸銅溶液中插的硫酸銅溶液中插入兩個電極，通電電解入兩個電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā)不考慮水分蒸發(fā))，則：則：若兩極均為銅片，電解過程中溶液溶質(zhì)濃若兩極均為銅片，電解過程中溶液溶質(zhì)濃度將怎樣變化度將怎樣變化 。若陽極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應式若陽

14、極為純鋅，陰極為銅片，陽極反應式是是 。如果兩極均為銅片且不考慮如果兩極均為銅片且不考慮H H+在陰極上放在陰極上放電，當電路中有電，當電路中有0.01mol0.01mol電子通過時，陰極電子通過時，陰極增重增重 g g，陰極上的電極反應式，陰極上的電極反應式是是 。不變不變0.320.32Zn Zn 2e2eZnZn2+2+CuCu2+2+2e+2eCuCu第18頁/共27頁2 2、(江蘇江蘇)某同學按右圖所示的裝置進行電解實驗。某同學按右圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是下列說法正確的是()()A A電解過程中，銅電電解過程中，銅電 極上有極上有H H2 2產(chǎn)生產(chǎn)生 B B電解初期

15、，主反應電解初期，主反應方程式為：方程式為：Cu+HCu+H2 2SOSO4 4 CuSOCuSO4 4+H+H2 2 C C電解一定時間后，電解一定時間后，石墨電極上有銅析出石墨電極上有銅析出 D D整個電解過程中，整個電解過程中，H H的濃度不斷增大的濃度不斷增大B C第19頁/共27頁3、A、B兩個電解池中的電極均為鉑，兩個電解池中的電極均為鉑，在在A池中加入池中加入0 05 mol/L的的CuCl2溶液，溶液，B池中加入池中加入0 1 mol/L的的H2SO4溶液，進行電解。溶液，進行電解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量四個電極上所析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是之比是A 2

16、 2 2 1 B 1 1 2 1C 2 1 1 1 D 2 1 2 1A第20頁/共27頁4(4(全國全國)以惰性電極電解以惰性電極電解CuSOCuSO4 4溶液，若溶液，若陽極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為陽極上產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量為0.0100 0.0100 molmol，則陽極上析出，則陽極上析出CuCu的質(zhì)量為的質(zhì)量為()()A A0.64 g0.64 g B B1.28 g1.28 g C C2.56 g2.56 g D D5.12g5.12gB第21頁/共27頁1右圖中右圖中x、y分別是直流電源的兩極，分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，極板質(zhì)量增加，b極板處極板處

17、有無色無臭氣體放出，符合這一情況有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是的是()a極板極板b極板極板x電極電極Z溶液溶液 A鋅鋅石墨石墨負極負極 CuSO4B石墨石墨石墨石墨負極負極 NaOHC銀銀鐵鐵正極正極 AgNO3D銅銅石墨石墨負極負極CuCl2 A第22頁/共27頁2.2.在在2525時時.將兩個鉑電極插入一定量的飽和將兩個鉑電極插入一定量的飽和NaNa2 2SOSO4 4溶液中進行電解，通電一段時間后在陰溶液中進行電解，通電一段時間后在陰極逸出極逸出a a摩氣體，同時析出摩氣體，同時析出w w克克NaNa2 2SOSO4 410H10H2 2O O晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分

18、晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分數(shù)是數(shù)是 （）A.B.A.B.C.D.C.D.C第23頁/共27頁3.3.在在2525時時,將兩個將兩個銅電極銅電極插入一定量的飽和插入一定量的飽和NaNa2 2SOSO4 4溶液中進行電解，通電一段時間后在陰溶液中進行電解，通電一段時間后在陰極逸出極逸出a a摩氣體，同時析出摩氣體，同時析出w w克克NaNa2 2SOSO4 410H10H2 2O O晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分晶體，若溫度不變，此時剩余溶液的質(zhì)量分數(shù)是數(shù)是%D.D.100%100%C.C.100%100%B.B.100%100%A.A.D第24頁/共27頁4如圖所示裝置中，如

19、圖所示裝置中，a、b都都是惰性電極，通電一段是惰性電極，通電一段時間后，時間后，b極附近溶液呈極附近溶液呈紅色，則下列說法正確紅色，則下列說法正確的是的是A、x是正極，是正極，y是負極，是負極，CuSO4溶液的溶液的pH逐漸減逐漸減小小B、x是正極，是正極，y是負極，是負極，CuSO4溶液的溶液的pH保持不保持不變變C、x是負極，是負極，y是正極，是正極，CuSO4溶液的溶液的pH 逐漸減逐漸減小小D、x是負極，是負極，y是正極，是正極，CuSO4溶液的溶液的pH保持不保持不變變 A第25頁/共27頁5 5有一硝酸鹽晶體，化學式有一硝酸鹽晶體，化學式有一硝酸鹽晶體，化學式有一硝酸鹽晶體，化學式

20、M(NOM(NO3 3)X XnHnH2 2OO，經(jīng)測定其摩爾質(zhì)量為經(jīng)測定其摩爾質(zhì)量為經(jīng)測定其摩爾質(zhì)量為經(jīng)測定其摩爾質(zhì)量為242g/mol242g/mol。取。取。取。取1.21g1.21g晶體溶于水，配置成晶體溶于水，配置成晶體溶于水，配置成晶體溶于水，配置成100mL100mL溶液，用惰性溶液，用惰性溶液，用惰性溶液，用惰性電極進行電解，當有電極進行電解，當有電極進行電解，當有電極進行電解，當有0.01mol0.01mol電子通過電電子通過電電子通過電電子通過電極時，溶液中全部金屬離子在電極上析出，極時，溶液中全部金屬離子在電極上析出，極時，溶液中全部金屬離子在電極上析出，極時，溶液中全部金屬離子在電極上析出，經(jīng)測定陰極質(zhì)量增加經(jīng)測定陰極質(zhì)量增加經(jīng)測定陰極質(zhì)量增加經(jīng)測定陰極質(zhì)量增加0.32g0.32g，求：，求：，求：，求：1、求、求M的相對原子質(zhì)量及的相對原子質(zhì)量及x、n的值，的值，確定該硝酸鹽晶體的化學式確定該硝酸鹽晶體的化學式2、若電解過程中溶液體積不變，求電、若電解過程中溶液體積不變，求電解結束后溶液中解結束后溶液中H+濃度濃度M 原子量原子量64 x=2,n=3 o.1mol/L 第26頁/共27頁