2013高考复习《电解原理及其应用》.ppt

电解原理及其应用应用,高三化学复习,（1）掌握电解的原理，能够准确判断电池的阴、阳极； （2）正确书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式；会判断两极所发生的是氧化反应，还是还原反应； （3）掌握惰性材料做电极时，离子的放电顺序。,复习目标,电解原理及其应用,（1）电解：,（2）电解池（或电解槽）：,1. 基本概念,使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程，叫电解。,把电能转变为化学能的装置,2. 电解工作原理,CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-,阳极：2Cl- - 2e- = Cl2 （氧化反应）,2. 电解工作原理,阴极：Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）,电解池,得到电子 发生 还原反应,失去电子 发生 氧化反应,3.电解池中阴、阳极的判断,(1)根据所接电源：,(2)根据得失电子：,(3)根据反应类型：,(4)根据离子移动方向：,阳离子向阴极移动；阴离子向阳极移动。,连接电源负极的是阴极，连接正极的是阳极。,阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应,阳极失去电子，阴极得到电子,(5)根据实验现象：,电极质量增加或放出H2的是阴极。,（1）阳极上失去电子，发生氧化反应,4.阴、阳极得失电子的顺序,（2）阴极上得到电子，发生还原反应,金属单质的还原性越强，对应金属阳离子的氧化性越弱。,若阳极材料是活性电极（Ag以前），则电极材料失电子， 金属电极被溶解，溶液中阴离子不能放电。,若阳极材料是惰性电极（如Pt、C），则溶液中阴离子失去电子，发生氧化反应。其顺序为： S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸 F-,溶液中金属阳离子得电子的顺序与金属性顺序恰好相反， 其顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+,5.分析电解反应的一般思路：,明确溶液中存在哪些离子,根据阳极氧化，阴极还原书写电极反应式,明确阴阳两极附近有哪些离子,根据电极反应式，进行相关判断和计算,【练习】下列关于电解槽的说法不正确的是（ ）A. 与电源正极相连的是电解槽的阴极B. 与电源负极相连的是电解槽的阴极C. 在电解槽的阳极发生氧化反应D. 电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极,A,阴极： 阳极： 总反应：,Cu2+ + 2e- =Cu,2Cl- - 2e- = Cl2 ,6.电极反应式的书写,电解电解质型,CuCl2溶液,CuCl2=Cu2+ + 2Cl-,阴极： 阳极： 总反应：,4OH- -4e- = 2H2O + O2 ,4Ag+ + 4e- = 4Ag,6.电极反应式的书写,AgNO3溶液,AgNO3=Ag+ + NO3-,或：,放氧生酸型,6.电极反应式的书写,放氧生酸型,CuSO4= Cu2+ + SO42-,阳极： 阴极： 总反应：,阳极： 阴极： 总反应：,2Br- - 2e- =Br2,2H+2e- = H2 ,6.电极反应式的书写,放氢生碱型,NaBr=Na+ + Br-,阳极： 阴极： 总反应：,2Cl- - 2e- =Cl2 ,2H+2e- = H2 ,6.电极反应式的书写,放氢生碱型,NaCl溶液,NaCl=Na+ + Cl-,阳极：,阴极：,4H + 4e = 2H2 ,总反应：,Na2SO4溶液,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.电极反应式的书写,电解水型,Na2SO4=2Na+ + SO42-,H2SO4溶液,阳极：,阴极：,4H + 4e = 2H2 ,总反应：,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.电极反应式的书写,电解水型,H2SO4=2H+ + SO42-,NaOH溶液,阳极：,阴极：,4H + 4e = 2H2 ,总反应：,4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ,6.电极反应式的书写,电解水型,NaOH=Na+ + OH-,电解规律（惰性电极）小结,阳极：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 F-,与区：电解本身型 如CuCl2 、HCl 与区：放氢生碱型 如NaCl、KBr 与区：放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3 与区：电解水型 如Na2SO4、H2SO4 、NaOH,阴极：Ag+ Fe3+ Cu2+ H+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+,【练习1】（2012年海南）下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( ) HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2,C,【练习2】（08全国卷）下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附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是（ ）,D,A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的 B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体,Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色,【练习3】右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是（ ）,A,【练习4】(2003江苏)用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ） A. 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B. 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小 C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2 D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,D,【练习5】（07年全国理综）以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为（ ） A0.64g B1.28g C2.56g D5.12g,B,指出下列装置的名称、电极名称，写出电极反应式，并表示出电子移动方向。, ,e-如何流向?,e-,?池,?池,?极,?极,?极,?极,7.串联电路中的电极名称、电极反应,【例】指出下图装置的名称，说出可能观察到的现象，写出电极名称及电极反应的化学方程式，标出装置中的电流方向。,a,b,c,d,【练习1】如图所示装置，指出A、B池的名称、电极名称、电极反应式、二池pH值的变化情况。,【练习2】(2007年重庆)如图所示， 下列叙述正确的是( ),(A)Y为阴极，发生还原反应 (B)X为正极，发生氧化反应 (C)Y与滤纸接触处有氧气生成 (D)X与滤纸接触处变红,A,【练习3】如下图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述中正确的是（ ） A、P是电源的正极 B、F极上发生的反应为：4OH- - 4e-=2H2O+O2 C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应 D、通电后，甲池的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变,B,【练习4】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,AC,【练习5】（2012年福建卷）将如图所示实验装置 的K闭合，下列判断正确的是（ ）,ACu电极上发生还原反应 B电子沿ZnabCu路径流动 C片刻后甲池中c（SO42-）增大 D片刻后可观察到滤纸b点变红色,【练习6】（09全国）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。,（1）接通电源，经过一段时间后， 测得丙中K2SO4浓度为10.47%， 乙中c电极质量增加。据此回答问题： 电源的N端为 极； 电极b上发生的电极反应为 ； 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积： L 电极c的质量变化是 g； 电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ； （2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行， 为什么？ 。,正,4OH- - 4e -= O2+ 2H2O,16,碱性增大，水量减少、氢氧化钠浓度增大,酸性增强，水电离出的OH-放电生成氧气和H+,酸碱性不变化，因为硫酸钾是强酸强碱盐，浓度增大不影响溶液的酸碱性,能继续进行，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应也就变成水的电解反应,2.8L,工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。,1.氯碱工业(电解饱和食盐水),电解原理的应用,通电前：,NaCl = Na+ + Cl-,通电后：,阳极：2Cl- -2e- =Cl2,阴极：2H+ +2e- =H2,【例】如图装置，用离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱。若X电极材料为金属钛网（表面有氧化物涂层），Y电极材料为碳钢网。阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。分别收集两极产生的气体并通入淀粉KI溶液中。请回答下列问题： 能使淀粉KI溶液变蓝的是 （填 a或 b）气体； 其X极的电极反应式为 ， Y极的电极反应式为： ； 总反应的化学方程式为： 。,a,2Cl- -2e= Cl2,2H+2e = H2,2.电镀,1、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。,2、目的：,4、电镀的特点：,3、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,使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。,1）阳极本身参加电极反应 2）电解质溶液的浓度保持不变,2.（上海高考题）在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（ ） A、锌为阳极，镀件为阴极，溶液中含锌离子 B、铂为阴极，镀件为阳极，溶液中含锌离子 C、铁为阳极，镀件为阴极，溶液中含亚铁离子 D、锌为阴极，镀件为阳极，溶液中含锌离子,A,【练习2】（08年天津）下列叙述正确的是（ C ） A在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应 B用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2 C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH D镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀,3.铜的电解精炼,阴极：Cu2+ +2e- = Cu,阳极：Cu - 2e- = Cu2+,粗铜中除铜以外还含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,Zn2+、Fe2+等离子残留在溶液中； Ag、Au等金属残留在阳极泥中,【练习1】（05天津高考）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+） A阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e = Ni B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等 C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和 Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D,【练习2】（2010年海南）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。 下列叙述正确的是（ ） A. 电解时以精铜作阳极 B电解时阴极发生还原反应 C粗铜连接电源负极，其电极反应是： Cu =Cu2+ + 2e- D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥,4.金属的冶炼,熔融NaCl,阴极,阳极,e-,e-,2Cl-2e- = Cl2,2Na+ 2e- = 2Na,氧化反应,还原反应,电解熔融氯化钠,谢谢！,