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沪科技版(2020)选择性必修1电解池的工作原理获奖ppt课件
展开1.通过对氯化铜溶液电解过程的分析,了解电解、电解池的概念,认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。2.形成系统分析电解池的一般思路和方法,能初步设计简单的电解池。3.初步了解在电解过程中,粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系,能解释或推测电解反应的产物,并能用电极反应和总反应进行表征。
莫瓦桑电解制氟仪器装置图(1886年)
自从1807年戴维首次使用电解方法制得金属钾,之后的研究继续用电解法获得了钠、钙、镁、钡、锶、硼、硅、铝、氟等单质。电解为这些元素的发现立下了汗马功劳。
在工业生产和日常生活中,人们常常需要通过电解的方法使许多不能自发进行的反应顺利进行。
在电解过程中,将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。
在外加直流电的作用下,电解质在在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
电解质溶液或熔融电解质
②两个电极(阴极、阳极)
③电解质溶液或熔融电解质
电解 CuCl2 溶液
CuCl2 == Cu2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
2Cl--2e-==Cl2↑
Cu2++2e-==Cu
阳离子移向电解池的阴极;阴离子移向电解池的阳极。
从电源负极流向电解池的阴极,从电解池的阳极流向电源的正极。
阴(极)得(e-)阳(极)失(e-)
电解时必须使用直流电源,不能使用交流电源。
电解质的水溶液或熔融电解质均可被电解,因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。
电解过程中,电能转化为化学能而储存在电解产物中,转化过程中遵循能量守恒定律。
电解质溶液(或熔融电解质)的导电过程,就是电解质溶液(或熔融电解质)的电解过程,是化学变化,而金属的导电是利用其物理性质。
电解法是一种强氧化还原手段,可以完成非自发的氧化还原反应。
无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子放电顺序:Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+……
阴极发生还原反应,氧化性强的粒子优先放电
Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+……
溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化,或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。
其放电顺序:活泼金属阳极>S2->I->Cl->OH->含氧酸根。
阳极发生氧化反应,还原性强的粒子优先放电
活泼金属阳极>S2->I->Cl->OH->含氧酸根。
如何判断电解池阴、阳极?
如何判断电解时电极产物?
惰性电极为铂、金、石墨电极,活性电极(除铂、金、石墨电极之外的电极)在阳极时优先放电。
用惰性电极电解酸、碱、盐溶液
H+ 、OH-、SO42-
H+ 、OH-、Na+
Na+ 、SO42- 、H+ 、OH-
OH->SO42-
4OH--4e-===O2↑+2H2O
4H++4e-===2H2↑
H+ 、Cl- 、OH-
Cu2+ 、Cl- 、H+ 、OH-
Cl- > OH-
2Cl--2e-===Cl2↑
2H++2e-===H2↑
Cu2++2e-===Cu
Na+ 、Cl- 、H+ 、OH-
Cu2+ 、SO42- 、H+ 、OH-
加入CuO或CuCO3
电解后溶液pH的变化规律
(1)电极区域①若阴极为H+放电,则阴极区c(OH-)增大;②若阳极为OH-放电,则阳极区c(H+)增大;
(2)电解质溶液①电解过程中,既产生H2,又产生O2,实质是电解水,溶液浓度增大(饱和溶液除外),故原溶液若呈酸性,则pH变小;原溶液若呈碱性,则pH变大;原溶液若呈中性,则pH不变。②电解过程中,无H2和O2产生,pH几乎不变。③电解过程中,只产生H2,溶液中OH-浓度增大,pH变大。④电解过程中,只产生O2,溶液中H+浓度增大,pH变小。
1.对于电解质溶液复原的问题,不仅要求溶质不变,还要注意溶质的浓度也不变。恢复电解质溶液,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原则。
2.一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。若两极产物分别是H2和Cl2,则应加入HCl气体而不是稀盐酸;若两极产物分别是Cu和O2,则加入CuO或CuCO3都可以使电解质溶液复原,因为CuCO3(可以写成CuO·CO2)在与酸反应时,生成的CO2气体会逸出,但不能加入 Cu(OH)2 和Cu2(OH)2CO3。
书写电解池中电极反应式时,强电解质以实际放电的离子表示,弱电解质写成化学式,总反应注明条件“通电”。
电极反应式的书写首先根据题干要求及信息写出反应物和生成物,然后根据“阴(极)得(e-)阳(极)失(e-)”加上得失电子数目,最后根据电解质溶液酸碱性补上H+、OH-或H2O,依据电荷守恒配平。酸性溶液中不能出现OH-,碱性溶液中不能出现H+。
例1.某溶液中含有NaCl和H2SO4两种溶质,它们的物质的量之比为3:1。用石墨作电极电解该混合溶液时,根据两极放电离子的来源不同,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( )
电极反应规律用惰性电极电解酸、碱、盐溶液
1.如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附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
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