《常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫 (2)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《常見的電解原理的應(yīng)用及電極反應(yīng)式書寫 (2)(26頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,固體燃料電池,介質(zhì),電池反應(yīng):,2H,2,+,=2H,2,O,負(fù)極,正極,負(fù)極,正極,2H,2,-4e,-,+2O,2,=2H,2,O,O,2,+4e,-,=2O,2,2H,2,-4e,-,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,電解,CuSO,4,溶液:用,惰性電極,陰極:,2Cu,2+,+4e,-,=2Cu,陽極:,2H,2,O,4e,-,=O,2,+4H,+,總反應(yīng)式:,2Cu,2+,+2H,2,O 2Cu+O,2,+4H,+,電解,寫出電極反應(yīng)式及電解方程式;分析溶液,PH,的變
2、化、溶液減少的量是?,又,如:,Cu(NO,3,),2,、,AgNO,3,電解水(,Na,2,SO,4,溶液):用,惰性電極,陰極:,2H,+,+2e,-,=H,2,陽極:,4OH,-,-4e,-,=O,2,+2H,2,O,總反應(yīng)式:,2H,2,O 2H,2,+O,2,電解,只,讓水的,H,(,水,),、,OH,(,水,),放電,放電順序,在,Cl,以后的陰離子、,Cu,2,以前的陽離子,所組成的酸、堿、鹽溶液,,但陽極用惰性電極,(,Pt,、,Au,、,C,等),如,電解:,H,2,SO,4,、,NaOH,、,Na,2,SO,4,等;并分析其,pH,變化?,電解精煉銅原理,粗銅的溶解與純銅的
3、生成:,陽極(粗銅):,Cu,2e,-,=Cu,2+,陰極(純銅):,Cu,2+,+2e,-,=Cu,比銅活潑的金屬:,Zn.Fe.Ni,只溶解,不析出;,比銅不活潑的金屬:,Au.Pt.,不溶解,而以單質(zhì)沉積,形成陽極泥;,電解質(zhì)溶液中,CuSO,4,的濃度基本不變;,電鍍銅,1,、電鍍銅的裝置:,鍍件作陰極,鍍層金屬作陽極,,含鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液;,2,、電鍍銅的原理:,陽極(鍍層金屬):,Cu,2e,-,=Cu,2+,陰極(鍍件):,Cu,2+,+2e,-,=Cu,電鍍液濃度不變,待鍍鐵制品,銅片,CuSO,4,溶液,原電池,電解池,電鍍池,定義,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。,將
4、電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。,應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。,形成,條件,活動(dòng)性不同兩電極,電解質(zhì)溶液,形成閉合回路,兩電極接直流電源,電極插人電解質(zhì)溶液,形成閉合回路,鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負(fù)極,電鍍液須含有鍍層金屬的離子,電極,名稱,負(fù)極:較活潑金屬;,正極:較不活潑金屬,(,或能導(dǎo)電的非金屬等,),陽極:電源正極相連,陰極:電源負(fù)極相連,陽極:鍍層金屬;,陰極:鍍件,電極,反應(yīng),負(fù)極:氧化反應(yīng),正極:還原反應(yīng),陽極:氧化反應(yīng),陰極:還原反應(yīng),陽極:氧化反應(yīng),陰極:還原反應(yīng),要點(diǎn)一:原電池、電解池、電鍍池的比較,電極反應(yīng)及總反應(yīng):,陽極反應(yīng):,2Cl,2e,Cl
5、,2,(,氧化反應(yīng)),陰極反應(yīng):,2H,+,+2e,H,2,(,還原反應(yīng)),總反應(yīng):,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,電解,陰極區(qū),陽極區(qū),總反應(yīng)離子方程式:,2Cl,+2H,2,O 2OH,+H,2,+Cl,2,電解,氯堿工業(yè),離子交換膜法制燒堿:,1,、離子交換膜電解槽的組成:,由陽極(金屬鈦網(wǎng))、陰極(碳鋼網(wǎng))、離子交,換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成;,每個(gè)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成;,裝置,2,、陽離子交換膜的作用:,將電解槽隔成陰極室和陽極室,它只允許陽離子(,Na,+,),通過,而阻止陰離子(,Cl,、,OH,),和氣體通過。,可防止,H,2,、,
6、Cl,2,混合爆炸,也可防止,Cl,2,與,NaOH,反應(yīng)。,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡鹽水,NaOH,溶液,精制飽和,NaCl,溶液,H,2,O,(,含少量,NaOH,),離子交換膜,陽 極,金屬鈦網(wǎng),陰 極,碳鋼網(wǎng),3,、食鹽的精制:,(,1,)粗鹽的成份:,泥沙、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,、,SO,4,2,雜質(zhì),會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,損壞離子交換膜;,(,2,)雜質(zhì)的除去過程:,粗鹽水,含少量,Ca,2+,.Mg,2+,精制鹽水,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡鹽水,NaOH,溶液,精制飽和,N
7、aCl,溶液,H,2,O,(,含少量,NaOH,),離子交換膜,陽 極,金屬鈦網(wǎng),陰 極,碳鋼網(wǎng),例:某硝酸鹽晶體化學(xué)式為,M(NO,3,),x,n,H,2,O,,,式量為,242,,將,1.21g,該晶體溶于水配成,100mL,溶液,用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有,0.01 mol,電子轉(zhuǎn)移時(shí),溶液中金屬離子全部析出,此時(shí)陰極增重,0.32g,。,求:,金屬,M,的相對原子質(zhì)量及,x,、,n,值;,電解溶液的,pH,(,溶液體積仍為,100mL,)。,M,x,+,+,x,e,-,=M,0.005mol 0.01mol 0.32g,所以:,x,=2,;,M=64,;,n,=3,產(chǎn)生,H,+,為,0.
8、01mol,,,pH=1,一、電解產(chǎn)物的產(chǎn)量的計(jì)算:,依據(jù)電極反應(yīng)式中,,轉(zhuǎn)移電量與產(chǎn)量成正比,,且,各電極通過的電量相等,,即可求解。,例,用兩支惰性電極插入,500mLAgNO,3,溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的,pH,從,6.0,變?yōu)?3.0,時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是()。,A,27mg,B,54mg,C,108mg,D,216mg,解,H,+,物質(zhì)的量,=0.5L,(,10,-3,-10,-6,),mol/L=0.5L10,-3,mol/L=510,-4,mol,(,1,),利用關(guān)系式求解:,H,OH,e,Ag,1mol
9、(,放電,)108g,5x10,-4,mol,則,54x10,-3,g=54mg,(,2,),利用方程式求解:,4AgNO,3,+2H,2,O,4HNO,3,+O,2,+4Ag,1mol,108g,5x10,-4,mol,則,54x10,-3,g=54mg,答:,B,。,【,例,1】,在,25,和,110,5,Pa,下,,用鉑電極電解硫酸銅溶液,當(dāng)陰極產(chǎn)生,6.4 g,銅時(shí),陽極放出(),A,1.2 L,氫氣,B,1.2 L,氧氣,C,2.4 L,氫氣,D,2.4 L,氧氣,分析:用鉑電極進(jìn)行電解,兩極反應(yīng)為:,陰極:,Cu,2+,+2e,=Cu,,,陽極:,4OH,4e,=2H,2,O+O,
10、2,電解時(shí)陰極上流入的電子數(shù)等于陽極上流出的電子數(shù),且兩極產(chǎn)物的關(guān)系為,Cu-1/2O,2,.,陽極上產(chǎn)生氣體為氧氣,其體積為:,6.4,64,22.4/2=1.12L(,標(biāo)況),則,25,和,101Kpa,下體積:,1.12,(273+25),273=1.2L,答案:,B,【,例,2,】,如下圖,,X,,,Y,分別是電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn),a,極板質(zhì)量增加,,b,極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是,(),分析:根據(jù)題意,通電后,a,極板質(zhì)量增加,說明有金屬析出,由此可知,a,極為電解池的陰極,則,X,為電源負(fù)極,,B,、,C,均不符合;又,b,極放出的是無色無臭的氣體,可淘汰,D,答
11、案:,A,【,例,3,】,將兩個(gè)鉑電極插入,500mLCuSO,4,溶液中進(jìn)行電解,通電一定時(shí)間后,某一電極增重,0.064g,(,假設(shè)電解時(shí)該電極無,H,2,析出,且不考慮水解和溶液體積變化)此時(shí)溶液中,c(H,+,),約為,(),A,410,-3,mol/L,B,210,-3,mol/L,C,110,-3,mol/L,D,110,-7,mol/L,【,例,4,】,用石墨作電極,電解,1mol/L,下列物質(zhì)的溶液,溶液的,pH,保持不變的是,(),A,HCl,B,NaOH,C,NaCl,D,Na,2,SO,4,pH,下降即,c(H,+,),增大,,引起,c(H,+,),增大的情況有以下幾種:
12、,電解不活潑金屬的含氧酸鹽溶液,,OH,放電,,H,+,不放電;,電解含氧酸溶液,,H,+,和,OH,均放電,由于電解水,酸的濃度變大,引起,pH,增大的情況,有以下幾種:,電解活潑金屬的無氧酸鹽及無氧酸的溶液,,H,+,放電,,OH,不放電;,電解強(qiáng)堿溶液,,H,+,和,OH,均放電,但堿的濃度變化大;,電解,CuCl,2,溶液,可用極限思維去考慮由于,CuCl,2,水解,原溶液顯酸性,設(shè)想,CuCl,2,完全電解,當(dāng)反應(yīng)完成后,酸性溶液變成了中性水,故,pH,變大,【,例,5,】,用鉑作電極電解一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液電解結(jié)束后,向剩余電解液中加適量水,能使溶液和電解前相同的是(),A,
13、AgNO,3,B,H,2,SO,4,C,NaOH,D,NaCl,【,例,6,】,以鉑為陽極,銅為陰極,電解硫酸銅水溶液,在陽極和陰極上析出物質(zhì)的質(zhì)量比是,(),A,18,;,B,81,;,C,14,;,D,41,【,例,7】,用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入,0.1mol Cu(OH),2,后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和,pH,。,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為(),A,、,0.1mol B,、,0.2mol C,、,0.3mol D,、,0.4mol,【,例,8,】,將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時(shí)間后,析出鉀
14、、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為(),A,123,B,321,C,631,D,632,【,例,9】,將含有,0.400mol Cu(NO,3,),2,和,0.400 mol,KCl,的水溶液,1L,,,用惰性電極電解一段時(shí)間后,在一個(gè)電極上析出,0.300mol Cu,,,此時(shí)在另一電極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為,(),A,3.36 L B,6.72 L,C,大于,3.36 L,,,小于,5.60 L,D,大于,5.60 L,,,小于,6.72 L,【,例,10,】,如圖所示,通電,5min,后,第,極增重,2.16g,,,同時(shí)在,A,池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體,224mL,,設(shè),A,池中原混合
15、液的體積為,200mL,,,求通電前,A,池中原混合溶液,Cu,2+,的濃度。,(,1,)電池中,P,是,_,極,,Q,是,_,極。,(,2,),A,極上電極反應(yīng)為,_,。,(,3,)當(dāng)電路中通過,2.40810,22,個(gè)電子時(shí),,B,極上沉淀出,1.27gM,,則,M,的計(jì)算式為,_,。,(,4,)如果將電池的正負(fù)極交換,,接入原電路通過,1.20410,22,個(gè)電子時(shí),看到,B,極上,_,電極反應(yīng)為,_,,,A,極,上析出,_ g _,,,電極反應(yīng)為,_,(假設(shè),M,為,Cu,)。,【,例,11,】,上圖是兩種溶液進(jìn)行電解的裝置。電極,A,是由金屬,M,制成的,,M,的硝酸鹽的化學(xué)式為,M
16、(NO,3,),2,,,B,,,C,,,D,都是鉑電極,,P,,,Q,是電池的兩極,電路接通后,電極,B,上金屬,M,沉淀出來:電極反應(yīng)為,_,,同時(shí)電極,C,產(chǎn)生,_,,電極反應(yīng)為,_,,電極,D,產(chǎn)生,_,,電極反應(yīng)為,_,。,【,例,12,】,如圖,2-17,,,E,為沾有,Na,2,SO,4,溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。,A,,,B,分別為,Pt,片,壓在濾紙兩端,,R,、,S,為電池的電極。,M,、,N,是用多微孔的,Ni,的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。,G,為電流計(jì),,K,為開關(guān)。,C,、,D,和電解池中都充滿濃,KOH,溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的,KMnO,4,溶液,,K,打開,接通電源一段時(shí)間后,,C,、,D,中有氣體產(chǎn)生。,(,1,)外電源的正、負(fù)極分別是,R,為,_,,,S,為,_,。,(,2,),A,附近溶液的現(xiàn)象是,_,,,B,附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為,_,。,(,3,)濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng),_,。,(,4,)當(dāng),C,、,D,里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開關(guān),K,,,經(jīng)過一段時(shí)間,,C,、,D,中氣體逐漸減少,主要因?yàn)?_,,有關(guān)