电解饱和食盐水

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学能与电能,电解饱和食盐水,1,内容讲解,一、电化学基本内容,1,、定义：,研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。,2,、根据反应产物与电流的关系，电化学反应过程（及其装置）可以分为两类：,产生电流的反应,借助电流发生的反应,：化学能转换为电能,：电能转换为化学能,2,化学,电,阴极,阳极,负,正,负,正,阳,阴,阴极上有电子,阳极上缺电子,阴,阳,阴,阳,3,流入,失去,氧化,流出,得到,还原,两电极插入,电解质溶液,或熔融的电解质,形成闭合回路,有外加直流电源,有两个电极,4,（一）电极的分类：,1,、按照电源：,2,、按照活泼性：,阳极,阴极,惰性电极：,C,、,Pt,、,Au,活性电极：,Ag,及,Ag,之前的金属,阳极：,离子，,阴极：,离子，,（二）放电顺序：,活性电极, S,2-, I,-, Br,-, Cl,-, OH,-,含氧酸根, F,-,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,H,+,活泼金属阳离子,阳,阴,正常浓度时,H,+,正常浓度小，,Fe,2+,、,Zn,2+,浓度浓度一直保持很大时,5,2H,+,+Cl,Cl,2, + H,2,Cu,2+,+2Cl,Cu +Cl,2,（三）电解的类型及电极反应式的书写,（写出下列装置的电极反应式、总反应式,pH,变化、复原方法）,惰性电极：,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,2HCl,Cl,2, + H,2,电解,浓度：,复原：,减小,HCl,气体,阳极：,阴极：,总反应：,电解,2Cl,2e,Cl,2,Cu,2+,+2e,Cu,CuCl,2,Cu +Cl,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,电解,浓度：,减小,复原：,CuCl,2,固体,电解自身型,6,2NaCl+2H,2,O,2NaOH+ Cl,2, + H,2,2Cl,+2H,2,O,Cl,2, + H,2,+ 2OH,阳极：,阴极：,总反应：,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,电解,电解,浓度：,减小,复原：,HCl,气体,放氢生碱型,NaCl,溶液换成,MgCl,2,溶液呢？,阳极：,阴极：,总反应：,MgCl,2,+2H,2,O,Mg(OH,）,2,+ Cl,2, + H,2,Mg,2+,+2Cl,+2H,2,O,Cl,2, + H,2,+ Mg,（,OH),2,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,电解,电解,7,4AgNO,3,+2H,2,O,4Ag+O,2, +4HNO,3,4Ag,+,+2H,2,O,4Ag+O,2, +4H,+,阳极：,阴极：,总反应：,阳极：,阴极：,总反应：,4OH,4e,2H,2,O +,O,2,2Cu,2+,+4e,2,Cu,2CuSO,4,+2H,2,O,2Cu+O,2, +2H,2,SO,4,2Cu,2+,+2H,2,O,2Cu+O,2, +4H,+,电解,电解,电解,电解,4OH,4e,2H,2,O +,O,2,4Ag,+,+4e,4Ag,浓度：,减小,复原：,CuO固体,放氧生酸型,浓度：,减小,复原：,Ag,2,O,固体,8,4OH,4e,2H,2,O +,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O,O,2, +2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,增大,复原：,H,2,O,4OH,4e,2H,2,O +,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O,O,2, +2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,pH,：,增大,减小,复原：,H,2,O,4OH,4e,2H,2,O +,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O,O,2, +2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,增大,复原：,H,2,O,电解水型,9,将以上装置中的惰性电极换为,Cu,电极？,如何快速改写,?,所有装置的,阳极,反应进改为：,Cu 2e,-,= Cu,2+,阴极,反应不变,总反应做相应的变化,:,2,、,Cu+2H,+,H,2, + Cu,2+,电解,7,、,Cu+2H,+,H,2, + Cu,2+,电解,3,、,Cu+2H,2,O,H,2, + Cu(OH),2,电解,1,、无,4,、无,5,、,Cu +2 Ag,+,= Cu,2+,+ 2Ag,电解,6,、,Cu+2H,2,O,H,2, + Cu(OH),2,电解,8,、,Cu+2H,2,O,H,2, + Cu(OH),2,电解,10,书写步骤及注意事项：,1,、看清电极材料,2,、找出溶液中的阳离子和阴离子,3,、根据,放电顺序,及,电极材料,确定放电微粒,4,、电极反应式一定为离子方程式：,不考虑,放电微粒来源以及后续反应,5,、总反应式：,考虑,放电微粒的来源，满足离子方程式的书写规则,6,、两极相加,不一定为总反应,7,、,总反应,写条件：电解,11,+,-,OH,-,Na,+,阴极 阳极,电解饱和食盐水,只允许阳离子通过,阳离子交换膜,H,2,O+,少量,NaOH,饱和,NaCl,NaOH,溶液,淡盐水,H,2,Cl,2,2Cl,-,- 2e,-,=Cl,2,2H,+,+2e,-,= H,2,H,+,从何来？,12,1,、电解饱和食盐水,阴极材料：,电极反应：,。,阳极材料 ：,电极反应：,。,总反应：,。,设备,。,2H,+,+2e,-,= H,2,2Cl,-,- 2e,-,= Cl,2,2NaCl+2H,2,O =2NaOH+Cl,2,+H,2,电解,阳离子交换膜电解槽,避免,Cl,2,和,NaOH,反应,只允许阳离子自由通过,Ti,Fe,而阻止阴离子和气体通过。,（四）电解原理应用,氯碱工业,13,阳极,放电，产生,。开始时阴极区需要加入,。,电解过程：,阴极,放电，产生,，使,浓度增大，,即阴极区产生,。,H,+,Cl,-,OH,-,H,2,Cl,2,NaOH,H,2,开始时阴极区需要加入,。,H,2,O,少量,NaOH,增强导电性,NaCl,溶液,NaCl,精炼：,电解过程中,Na,+,定向移向：,。,阴极,加入,NaOH,溶液,加入,BaCl,2,溶液,加入,Na,2,CO,3,溶液,过滤,加入盐酸,14,用,的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。,实质是,.,镀层金属作,极，镀件作,极，,电镀液,。,Fe,上镀,Cu,原理：,作阴极，,；,作阳极，,。,电镀液的浓度在电镀过程中,。,2,、电镀：,电解,称为镀件,称为镀层,阴,阳,含有,镀层金属离子,的溶液,Fe,Cu,Cu,2+,+ 2e,-,= Cu,Cu2e,-,= Cu,2+,不变,注意：,离子浓度会影响放电顺序,当,Fe,2+,、,Zn,2+,浓度一直保持很大时，将优先于,H,+,放电,从而实现镀铁、镀锌,镀层金属在阳极溶解然后在镀件上析出,15,实质是用,原理，使粗金属先,再,的过程,精炼铜的原理：粗铜作,极，,；,精铜作,极，,；,电解液含有,。,比铜活动性强的杂质形成,，,比铜活动性弱的杂质形成,。,3,、精炼：,电解,溶解,在纯金属上析出,阴,阳,Cu,2+,+ 2e,-,= Cu,Cu2e,-,= Cu,2+,Cu,2+,阳极泥,金属阳离子进入溶液,电解液的浓度在电解过程中,。,减小,Fe,、,Zn,等活泼金属溶解时，析出,Cu,，使,Cu,2+,浓度减小,16,2NaCl = 2Na+Cl,2,4,、活泼金属的冶炼,（,1,）制钠：,阳极：,阴极：,总反应：,2Na,+,+ 2e,= 2Na,2Cl, 2e,= Cl,2,MgCl,2,= Mg+Cl,2,（,2,）制镁：,注意,:,不用,MgO,，,MgO,熔点太高,阳极：,阴极：,Mg,2+,+ 2e,= Mg,2Cl, 2e,= Cl,2,（熔融）,（熔融）,电解,电解,2Al,2,O,3,= 4Al+3O,2,（,3,）制铝：,总反应：,阳极：,阴极：,4Al,3+,+ 12e,= 4Al,6O,2, 12e,= 3O,2,（熔融）,电解,注意,:,不用,AlCl,3,，,熔融,AlCl,3,不导电,17,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb,（,H,）,Cu Hg Ag,电解法,还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb,（,H,）,Cu,Hg Ag,简单，实用，节省的原则,同一种金属可能有不同的冶炼方法,18,M - ne,-,= M,n+,六、金属的腐蚀,（一）金属腐蚀：,1,、定义：是指金属或合金跟,发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,接触到的气体或液体,2,、本质：,（,反应）,氧化,3,、类型：直接反应,腐蚀；原电池反应,腐蚀,化学,电化学,金属与接触到的,（如,、,、,等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。,（二）化学腐蚀：,干燥的氧化剂,O,2,Cl,2,SO,2,19,1,、定义：,不纯,的金属跟,电解质溶液,接触时，会发生,反,应，,的,金属失去电子,而被,。如,在潮湿的空气中生锈。,2,、类型：,（三）电化学腐蚀：,原电池,氧化,较活泼,生铁,较强酸性,中性、碱性、弱酸性,2H,+,+2e,-,H,2,O,2,+ 4e,-,+,2H,2,O,4 OH,-,Fe,2e,-,Fe,2+,Fe,2e,-,Fe,2+,Fe+2H,+,Fe,2+,+H,2,2Fe+2H,2,O+O,2,2Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,Fe,2,O,3,n,H,2,O,（,铁锈,）,20,3,、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：,电解质溶液,氧化剂,无,弱电流,较活泼的金属被氧化,金属被氧化,同时,电化学,21,使它,隔离,_,、,_,等物质,(,四,),金属的防护,1,、改变金属的内部结构,制成合金（不锈钢）,2,、在金属表面覆盖保护层，,空气,水,喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化、搪瓷等。,3,、金属的电化学防护,（,1,）牺牲阳极的阴极保护法,被保护的金属做正极，,活泼金属保护不活泼金属,（,2,）外加直流电源的阴极保护法,被保护的金属做阴极,22,健身器材,刷油漆,衣架和电线,外面包上一层塑料层,某些金属工具或“机械传动部位” ，用,油脂,来防锈,23,船身如何防腐蚀的？,用牺牲锌块的方法来保护,船身上装锌块,24,下列各情况，在其中,Fe,片腐蚀由,快,到,慢,的顺序是,_,(5)(2)(1)(3)(4),练习,金属腐蚀的快慢速度：,电解池的阳极,原电池的负极,化学腐蚀,原电池的正极,电解池的阴极,25,