.,1,第二節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學能,一、電解規(guī)律,.,2,(1)陰極:氧化性越強,越易放電(溶液中陽離子得電子)-與電極材料無關(guān).,【知識儲備】離子的放電順序,Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(濃度大)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(濃度小)Al3+Mg2+Na+Ca+K+,活性電極S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根離子）F-,(2)陽極:還原性越強,越易放電(陽極本身或溶液中陰離子失電子)-與電極材料有關(guān).若陽極為活性電極,則陽極本身失電子溶解.若陽極為惰性電極,則溶液中陰離子失電子.,.,3,注意:離子放電順序與電極材料離子本身的氧化性還原性及離子濃度等因素有關(guān).,(1)離子濃度相同或相近時,由離子的放電順序確定.,如:用惰性電極電解0.1mol/LAgNO3與0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液,Ag先析出,Cu后析出.,又如:用惰性電極電解0.1mol/LFeCl3和0.1mol/LCuCl2混合溶液,陰極初始反應為:Fe3+e-=Fe2+,開始并沒有Cu析出.,(2)離子濃度不同,將影響離子放電順序.,如:電解1mol/LZnCl2溶液,因C(Zn2+)C(H+),所以Zn2+先放電,.,4,思考：電解含氧酸，如:H2SO4HNO3H3PO4活潑金屬含氧酸鹽，如:Na2SO4KNO3強堿，如:NaOHKOHCa(OH)2Ba(OH)2,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:4H+4e-=2H2,總反應:2H2O=2H2+O2,電解過程中溶液濃度及PH值如何變化?,溶液濃度增大.,PH值變化有三種情況,含氧酸-減小,活潑金屬含氧酸鹽-不變,強堿-增大,通電,相當于電解水.陽極產(chǎn)生O2，陰極產(chǎn)生H2,.,5,思考：電解不活潑金屬的含氧酸鹽（如CuSO4AgNO3等）實質(zhì)電解什么？,如：電解CuSO4溶液,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:2Cu2+4e-=2Cu,總反應：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4,又如：電解AgNO3溶液,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極：4Ag+4e-=4Ag,總反應：4AgNO3+2H2O=4Ag+O2+4HNO3,思考,電解過程中溶液濃度和值如何變化？,濃度減小，值減小,通電,通電,電解質(zhì)和水同時電解，陽極產(chǎn)物是O2，陰極產(chǎn)物是析出不活潑金屬,.,6,思考：電解活潑金屬無氧酸鹽(如:NaCl等)實質(zhì)電解什么？,如:電解食鹽水,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:2H+2e-=H2,總反應:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2,思考,電解過程中溶液濃度和PH值如何變化?,溶液濃度減小,PH增大.,通電,電解質(zhì)和水同時電解.陽極產(chǎn)生非金屬,陰極產(chǎn)生H2,.,7,思考：電解無氧酸(如:HCl)不活潑金屬無氧酸鹽(如CuCl2)實質(zhì)電解什么？,電解鹽酸,陽極：2Cl-2e-=Cl2,陰極：2H+2e-=H2,總反應：2HCl=H2+Cl2,電解CuCl2,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:Cu2+2e-=Cu,總反應：CuCl2=Cu+Cl2,思考,電解過程中溶液的濃度和值如何變化？,溶液濃度減小，值,無氧酸-增大,CuCl2-略減小,通電,通電,實質(zhì)是電解質(zhì)本身電解,.,8,用惰性電極電解下列溶液,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:2H+2e-=H2,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:2H+2e-=H2,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:Cu2+2e-=Cu,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:2H+2e-=H2,陽極:2Br-2e-=Br2,陰極:2H+2e-=H2,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:Cu2+2e-=Cu,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:Ag+e-=Ag,H2O,HCl,CuCl2,NaClH2O,KClH2O,CuSO4H2O,AgNO3H2O,增大,減小,減小,減小,減小,減小,減小,不變,增大,增大,增大,減小,減小,H2O,HCl,CuCl2,HCl,HBr,稍小,CuO,Ag2O,H2SO4(aq),NaOH(aq),陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:2H+2e-=H2,H2O,增大,減小,H2O,陽極:4OH-4e-=2H2O+O2,陰極:2H+2e-=H2,H2O,增大,增大,H2O,.,9,（1）電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實質(zhì)上是電解水。,（2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬。,（3）電解活潑金屬無氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽極析出非金屬。,（4）電解熔融物不活潑金屬無氧酸鹽無氧酸，實際上是電解電解質(zhì)本身。,電解規(guī)律,.,10,電解后溶液的PH變化分析,1、H+和OH-均放電決定原溶液的性質(zhì)如：電解H2SO4、NaOH、Na2SO42、只有H+放電，而OH-不放電PH增大如：電解HCl、NaCl3、只有OH-放電，而H+不放電PH減小如：電解CuSO44、H+、OH-都不放電考慮水解及氣體溶于水的情況如：電解CuCl2（理論派與實驗派結(jié)論）,.,11,氯堿工業(yè),1反應原理:,陽極:2Cl-2e-=Cl2,陰極:2H+2e-=H2,總反應:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物,通電,工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來制取NaOHCl2和H2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品,稱為氯堿工業(yè).,二、電解原理應用,濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍,點燃，聽爆鳴聲,.,12,2設(shè)備-離子交換膜電解槽陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室.陽離子交換膜只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過.作用：即能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起燭爆炸又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量和產(chǎn)量.,.,13,電解精煉銅,陽極:粗銅(含少量ZnFeNiAgAu等),陰極:純銅,電解液:CuSO4溶液(加入一定量的硫酸),陽極:,Cu-2e-=Cu2+,Zn-2e-=Zn2+,Fe-2e-=Fe2+,Ni-2e-=Ni2+,(AuAg沉積下來,形成陽極泥)提煉貴重金屬,陰極:,Cu2+2e-=Cu,CuSO4溶液濃度如何變？,變小,.,14,電鍍銅,電鍍:利用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的過程.,陽極:Cu(鍍層金屬)Cu-2e-=Cu2+,陰極:待鍍金屬Cu2+2e-=Cu,電解液:含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液,電解煉銅要記清，粗銅陽極純銅陰，銅鹽溶液電解質(zhì)，銀鉑金成陽極泥。,電鍍原理記周詳，鍍件陰極鍍層陽，鍍層離子電解液，工業(yè)實際更優(yōu)良。,.,15,.,16,電解計算,依據(jù)：所有電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等電極產(chǎn)物變化量溶液中離子濃度的改變量多池串聯(lián)時各電極上產(chǎn)物的量阿佛加德羅常數(shù)的求算Q=It=eNAn(e-),.,17,2設(shè)備:離子交換膜電解槽-由陽極陰極離子交換膜電解槽框和導電銅棒等組成,每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成.電解槽的陽極用金屬鈦網(wǎng)制成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦釕等氧化物涂層;陰極由碳鋼網(wǎng)制成,上面涂有鎳涂層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室.陽離子交換膜有一種特殊的性質(zhì),即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過.這樣即能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起燭爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量和產(chǎn)量.,.,18,3原料精制:,精制的目的是除去粗鹽水中的泥沙Ca2+Mg2+Fe3+SO42-雜質(zhì),以免成品混入雜質(zhì),同時也可以避免電解過程中產(chǎn)生Mg(OH)2之類的不溶性雜質(zhì)堵塞隔膜孔隙.最后通過陽離子交換樹脂除去少量的Ca2+Mg2+.,精制時加入的試劑順序