電解池學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能說出電解飽和食鹽水、電鍍、電解精煉銅以及電冶金等電解原理的應(yīng)用。2.知道電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。3.會(huì)書寫有關(guān)電解原理的應(yīng)用的電極反應(yīng)式及化學(xué)方程式。4.掌握有關(guān)電解原理的簡單計(jì)算。1.電解飽和食鹽水

陽極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：總反應(yīng)式：2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O

Cl2↑+H2↑+2NaOH電解2H2O+2e-=H2↑+2OH-1.電解前向溶液中滴加酚酞溶液，通電后現(xiàn)象是什么？陰極附近的溶液由無色變?yōu)榧t色。陽極：把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近，產(chǎn)生氣體可以使?jié)駶櫟饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)色。2.兩極極板上都有氣體產(chǎn)生，如何檢驗(yàn)兩種氣體？陰極：收集純凈氣體，點(diǎn)燃并在上方罩一個(gè)干冷的燒杯，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰且燒杯壁上有水珠出現(xiàn)。2NaCl+2H2O

Cl2↑+H2↑+2NaOH電解思考與交流（1）避免Cl2與NaOH溶液接觸發(fā)生反應(yīng)，使產(chǎn)品不純。（2）避免生成物H2和Cl2混合，因兩者混合遇火或遇強(qiáng)容易發(fā)生光爆炸。解決方法：使用離子交換膜3.在氯堿工業(yè)中需要注意哪些問題？思考與交流2NaCl+2H2O

Cl2↑+H2↑+2NaOH電解Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解氯化鈉飽和溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置。下列對電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(

)A.a為正極,b為負(fù)極,NaClO和NaClB.a為負(fù)極,b為正極,NaClO和NaClC.c為陽極,d為陰極,HClO和NaClD.c為陰極,d為陽極,HClO和NaClB2.電鍍(1)定義:電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。(2)目的:使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力,增加美觀和表面硬度。(3)實(shí)例(在鐵件上鍍銅)。陰極——待鍍金屬制品陽極——鍍層金屬電鍍液——含有鍍層金屬離子的溶液M－ne－=Mn+（進(jìn)入溶液）Mn+＋ne－=M（在鍍件上沉積）溶液的濃度不變陽極：Ag－e－=Ag+陰極：Ag++e－=Ag3.電解精煉銅

硫酸銅溶液精銅作陰極Cu2+＋2e－=Cu粗銅作陽極——較活潑金屬失去電子Cu－2e－=Cu2+Fe－2e－=Fe2+電解質(zhì)溶液：含純金屬離子的溶液電解液濃度變小不活潑金屬沉積作陽極泥。火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金、銀等),其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)(

)A.粗銅接電源負(fù)極B.純銅作陽極C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉淀到池底D.純銅片增重2.56g,電路通過電子為0.08molD絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)形式存在，將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造金屬材料的過程，即金屬冶煉。4、金屬冶煉的涵義（本質(zhì)）Mn++ne-=M電解法原料：熔融的金屬氯化物或氧化物。陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑

陰極反應(yīng)：2Na+＋2e－=2Na判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)電解飽和食鹽水時(shí),兩個(gè)電極均不能用金屬材料。(

)(2)在鍍件上電鍍銅時(shí),鍍件與電源的正極連接。(

)(3)在鍍件上電鍍銅時(shí),也可以用惰性材料作陽極,用硫酸銅溶液作電解液。(

)(4)電鍍銅和電解精煉銅時(shí),電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)均保持不變。(

)(5)電解精煉時(shí),陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料。(

)(6)用Zn作陽極,Fe作陰極,ZnCl2溶液作電解質(zhì)溶液,由于放電能力H+>Zn2+,不可能實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍鋅。(

)(7)電解冶煉鎂、鋁時(shí),通常電解熔融的MgCl2和Al2O3。(

)(8)金屬銅用熱還原法冶煉,所以不能使用電解法冶煉。(

)××√×√×√×加碘食鹽中的“碘”以碘酸鉀(KIO3)形式存在。碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極,以KI溶液為電解液,在一定條件下電解,反應(yīng)的總方程式為下列有關(guān)說法正確的是(

)A.電解時(shí),石墨作陰極,不銹鋼作陽極B.電解時(shí),陽極反應(yīng)為I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+C.溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性,對生產(chǎn)有利D.電解后溶液的pH增大溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性,會(huì)對不銹鋼電極有影響B(tài)如圖中的A為直流電源,B為浸透氯化鈉飽和溶液和酚酞溶液的濾紙,C為電鍍槽,接通電路后,發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。請回答下列問題。(1)電源A的a為

極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為

。(3)欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅,接通K點(diǎn),使c、d兩點(diǎn)短路,則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為

,電極f上發(fā)生的反應(yīng)為

,槽中盛放的電鍍液可以是

或

(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。正ZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液特別提醒無論是原電池還是電解池,無論是一個(gè)“池”還是多個(gè)任意“池”串聯(lián),在電路和電極上,單位時(shí)間通過的電量相同。

電解池的有關(guān)計(jì)算1.計(jì)算的原則(1)陽極失去的電子數(shù)=陰極得到的電子數(shù)。(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等。(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等。2.解題方法(1)根據(jù)守恒法計(jì)算:用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算:先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算:根據(jù)得失電子守恒關(guān)系,在已知量與未知量之間,建立計(jì)算所需的關(guān)系式。

3.計(jì)算類型電解池中的有關(guān)計(jì)算主要包括:(1)根據(jù)直流電源提供的電量求產(chǎn)物的量(析出固體的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氣體的體積等);(2)計(jì)算溶液的pH;(3)求相對原子質(zhì)量;(4)求某元素的化合價(jià);(5)求化學(xué)式。-(雙選)500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=0.6mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.原混合溶液中c(K+)為0.2mol·L-1B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05molD.電解后溶液中c(H+)為0.4mol·L-1BC用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液pH為9~10,CN-與陽極產(chǎn)生的ClO-反應(yīng)生成無污染的氣體,下列說法不正確的是(

)A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應(yīng)式為Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2OC.陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2OD多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷1.根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極和一個(gè)石墨棒作電極;電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極,如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)石墨棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。原電池總反應(yīng)必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),電解池總反應(yīng)可以是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),也可以是不自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。2.根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極,并由此判斷電池類型。如圖,若C極溶解,D極上析出Cu,B極附近溶液變紅,A極上放出黃綠色氣體,則可知如圖為以惰性電極進(jìn)行電解：(1)寫出A、B、C、D各電極的名稱及電極方程式：A為________極，________________________；B為________極，________________________；C為________極，________________________；D為________極，________________________。(2)在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比為____。如圖所示,甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L-1AgNO3溶液,乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L-1CuCl2溶液,A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極,如果電解一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g。(1)電源E為

極。

(2)A極的電極反應(yīng)式為

,析出物質(zhì)

mol(3)B極的電極反應(yīng)式為

,析出氣體

mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(4)D極的電極反應(yīng)式為

,析出氣體

mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(5)甲燒杯中滴入石蕊溶液,

極附近變紅。

下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。①電源的N端為________極；②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________；③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：______；

④電極c的質(zhì)量變化是________g；正16下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液________________________；乙溶液________________________；丙溶液________________________；(2)如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？堿性增大，因?yàn)殡娊夂?，水量減少，溶液中NaOH濃度增大酸性增大，因?yàn)殛枠O上OH－生成O2，溶液中H＋離子濃度增加酸堿性大小沒有變化，因?yàn)镵2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性能繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng).電子守恒原理在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用

C

B原電池、電解池、電鍍池的比較

比較項(xiàng)目原電池電解池電鍍池定義裝置舉例

電極名稱電子流向陰陽離子流向形成條件負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng);正極:溶液中的陽離子或者溶解的氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng)陽極:溶液中的陰離子或金屬電極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng);陰極:溶液中的陽離子得電子,發(fā)生還原反應(yīng)陽極:金屬電極失電子;陰極:電鍍液中鍍層金屬離子得電子。在控制電鍍的條件下,水電離產(chǎn)生的H+和OH-不放電由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極由外接電源負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入電解池陰極;由電解池陽極經(jīng)導(dǎo)線流入外接電源正極將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(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薄層其他金屬或合金的裝置陽離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽極移動(dòng)