电解原理ppt课件.ppt

1、.1电解原理及其应用.2一、电解原理一、电解原理1、电解：、电解： 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极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。引起氧化还原反应的过程。2、电解池：、电解池：电能转化为化学能的装置。电能转化为化学能的装置。eeCCCuCl2溶液溶液阴极阴极阳极阳极.33、形成电解池的条件、形成电解池的条件、直流电源、与电源相连的两个电极；、直流电源、与电源相连的两个电极；、电解质溶液或熔化的电解质；、电解质溶液或熔化的电解质；、形成闭合回路；、形成闭合回路；4、电极的判断、电极的判断阴极：阴极： 与电源负极相连，电子流入，发生还原反应与电源负极相连，电子流入，发

2、生还原反应阳极阳极：与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应：与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应.42、写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电、写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电极反应式及总反应极反应式及总反应1、写出以碳棒作电极电解、写出以碳棒作电极电解氯化铜溶液的电极反应式氯化铜溶液的电极反应式阳极阳极 ： 2Cl 2eCl2阴极阴极 ：2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解阴极阴极 ： Cu2+ +2e Cu 5、电极反应的书写：、电极反应的书写：阳极阳极 ： 2Cl 2eCl2总反应：总反应：CuCl2 Cu+ Cl2 电解

3、CC.56、电解时离子放电顺序问题、电解时离子放电顺序问题、影响离子放电的因素：、影响离子放电的因素：离子得失电子的能力离子得失电子的能力离子的浓度离子的浓度、离子的放电顺序、离子的放电顺序阴极阴极:阳离子放电，得电子能力强先放电阳离子放电，得电子能力强先放电Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+阳极阳极: 阴离子放电或电极放电，失电子能力强先阴离子放电或电极放电，失电子能力强先放电放电S2IBrCl OH含氧酸根离子含氧酸根离子若阳极是惰性若阳极是惰性(Pt、Au、石墨、石墨)电极时，则放电顺序如下：电极时，则放电顺序如下：.67、电解规律的讨论：、电解规律的讨论

4、：(用用惰性电极惰性电极电解时电解时)C或或PtC或或Pt.77、电解规律、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐溶液时，实质上是电解水。如电解溶液时，实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：等溶液时其电极反应式为：阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 4H+ +4e2H2 总反应：总反应：2H2O O2 +2H2 电解.87、电解规律、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)、电解无氧酸溶液、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外氢氟酸除外)、不活

5、泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。无氧酸盐溶液时，实质上是电解质本身被电解。如电解盐酸、如电解盐酸、CuCl2溶液等时溶液等时阳极：阳极： 2Cl 2eCl2阴极：阴极： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2HCl Cl2 + H2 电解电解盐酸电解盐酸.97、电解规律、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都、电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质和水都有一部分被电解，如电解有一部分被电解，如电解CuSO4溶液、溶液、AgNO3溶液溶液等。等。阳极阳极 ： 4OH4e2H2O +O2阴极：阴极： 2Cu2+ +4e2

6、Cu总反应：总反应： 2CuSO4 +2H2O 2Cu+O2 +2H2SO4 电解电解电解CuSO4溶液溶液.107、电解规律、电解规律(用惰性电极电解时用惰性电极电解时)、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水、电解活泼金属的无氧酸盐溶液时，电解质和水都有一部分被电解，如电解都有一部分被电解，如电解NaCl溶液等。溶液等。阳极阳极 (C)： 2Cl 2eCl2阴极阴极 (C)： 2H+ +2e H2 总反应：总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+ Cl2 + H2 电解.118.电解后溶液电解后溶液PH值的变化值的变化H只可能在阴极放电，只可能在阴极放电，OH只可能在阳极放电，对于非酸、

7、只可能在阳极放电，对于非酸、非碱溶液来说，放电的非碱溶液来说，放电的H来自于阴极区的水的电离，放电来自于阴极区的水的电离，放电的的OH来自于阳极区水的电离。所以有：来自于阳极区水的电离。所以有： H总是在阴极放电，总是在阴极放电，OH总是在阴极上生成总是在阴极上生成 2 H2e=H2 2H2O2e= H22 OH 电解过程中，阴极区电解过程中，阴极区PH值会因值会因H减少或减少或OH生成而增大；生成而增大； OH总是在阳极上放电，总是在阳极上放电，H总是在阳极上生成总是在阳极上生成 4 OH4e=2H2OO2 2H2O4e=4HO2 电解过程中，阳极区的电解过程中，阳极区的PH值会因值会因OH

8、减少或减少或H的生成而减小。的生成而减小。 .12因此，电解过程中，只要有因此，电解过程中，只要有H或或OH放电或电解产物中有放电或电解产物中有H2或或O2生成时，均会引起两极区生成时，均会引起两极区PH值呈现不平衡性。以阴阳值呈现不平衡性。以阴阳两极同时生成两极同时生成H2和和O2的电解过程的两极区的电解过程的两极区PH值差异最为明显。值差异最为明显。 电解质电解质溶液溶液 阳阳 极极 区区 阴阴 极极 区区 电极反应式电极反应式 PH值变化值变化 电极反应式电极反应式 PH值变化值变化 H2SO4 有有H+生成，生成， PH值减小值减小 有有H+减少，减少， PH值增大值增大 NaOH 有

9、有OH减少，减少， PH减小减小 有有OH生成，生成， PH值增大值增大 Na2SO4 有有H+生成，生成， PH值减小值减小 有有OH生成，生成， PH值增大值增大 NaCl 2Cl2e=Cl2 / 有有OH生成，生成， PH值增大值增大 CuSO4 有有H生成，生成， PH值减小值减小 Cu2+2e=Cu / .13电解过程中会出现两极区的电解过程中会出现两极区的PH值差异，某些原电值差异，某些原电池工作时也会出现两极池工作时也会出现两极PH值的不平衡性，当然这值的不平衡性，当然这与与H2与与O2参加电极反应有关：参加电极反应有关： 当当H2在负极参加电极反应（如，氢镍电池，氢在负极参加电

10、极反应（如，氢镍电池，氢氧燃料电池等）时，负极区的氧燃料电池等）时，负极区的PH值会减小：值会减小：H22e=2 H； 当当O2在正极参加电极反应（如，吸氧腐蚀、氢在正极参加电极反应（如，吸氧腐蚀、氢氧燃料电池等）时，正极区的氧燃料电池等）时，正极区的PH值会增大：值会增大：2H2OO24e=4 OH。 .14例例1把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞试液混把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃器皿中（如图），经过一段时间后，合溶液的玻璃器皿中（如图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）首先观察到溶液变红的区域是（） （A）和和附近附近 （B）和和附近附近 （C）和和附近附

11、近 （D）和和附近附近 .15例：某溶液中含有两种溶质例：某溶液中含有两种溶质NaCl和和H2SO4，它，它们的物质的量之比为们的物质的量之比为3:1。用石墨做电极电解。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是三个阶段。下列叙述不正确的是( ) A.阴极自始至终只析出阴极自始至终只析出H2 B.阳极先析出阳极先析出Cl2，后析出，后析出O2 C.电解最后阶段为电解水电解最后阶段为电解水 D.溶液溶液pH不断增大，最后为不断增大，最后为7.16例：用两支惰性电极插入例：用两支惰性电极插入50mLAgNO3溶液中，溶液

12、中，通电电解。当电解液的通电电解。当电解液的PH值从值从6.0变为变为3.0时时(设电设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体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积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是：，电极上析出银的质量大约是： A、27mg B、54mg C、108mg D、216mg答案：答案：B.17二、电解原理的应用二、电解原理的应用1、铜的电解精炼、铜的电解精炼、粗铜所含的杂质、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等等+纯铜纯铜粗铜粗铜CuSO4溶液溶液、粗铜的精炼、粗铜的精炼 以粗铜为阳极，以纯以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，铜为阴极， 以以CuS

13、O4溶液溶液为电解液进行电解为电解液进行电解阳极：阳极： Zn 2eZn2+ Fe2eFe2+ Ni 2eNi2+ Cu2eCu2+ 阴极：阴极： Cu2+ +2eCu.18二、电解原理的应用二、电解原理的应用2、电镀、电镀、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层、概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。其它金属或合金的过程。、电镀池形成条件、电镀池形成条件+镀件镀件镀层金属镀层金属含镀层金属离子的盐溶液含镀层金属离子的盐溶液、镀件作阴极、镀件作阴极、镀层金属作阳极、镀层金属作阳极、含镀层金属阳离子、含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液的盐溶液作电解液、电镀的特点、电镀的特

14、点电镀液的组成及酸碱性保持不变电镀液的组成及酸碱性保持不变.19原电池、电解池、电镀池判定规律原电池、电解池、电镀池判定规律 若无外接电源，若无外接电源， 可能是原电池，然后依据原可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看三看” 先看电极：两极为导体且活泼性不同先看电极：两极为导体且活泼性不同 再看溶液：两极插入电解质溶液中再看溶液：两极插入电解质溶液中 后看回路：形成闭合回路或两极接触后看回路：形成闭合回路或两极接触 若有外接电源，两极插入电解质溶液中，若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质则可能

15、是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情溶液中的金属阳离子相同，则为电镀池，其余情况为电解池。况为电解池。.20例：在例：在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电的硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解极，通电电解(不考虑水分蒸发不考虑水分蒸发)，则：，则： 若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶若两极均为铜片，试说明电解过程中溶液溶质浓度将怎样变化质浓度将怎样变化 。 若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 如果两极均为铜片且不考虑如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电在阴极上放电当电路中有当电路中有0.01mol电子通过时，阴极增重电子通过时，阴极增重 g，阴极上的电极反应式是阴极上的电极反应式是 。不变不变1.28Zn 2eZn2+Cu2+ +2eCu