电解原理及应用【共36张PPT】.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节电解原理及应用,优选第二节电解原理及应用,13.,下列与金属腐蚀有关的说法正确的是,A.,图,a,中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重,B.,图,b,中，开关由,M,改置于,N,时，合金的腐蚀速率减小,C.,图,c,中，接通开关时,Zn,腐蚀速率增大，,Zn,上放出气体的速率也增大,D.,图,d,中，,Zn-MnO,2,干电池自放电腐蚀主要是由,MnO,2,的氧化作用引起的,山东,山东,28,（,4,）以,CuSO,4,溶液为电解质溶液进行粗铜（含,Al,、,Zn,、,Ag,、,Pt,、,Au,等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是,。,a,电能全部转化为化学能,b.,粗铜接电源正极，发生氧化反应,c.,溶液中,Cu,2+,向阳极移动,d.,利用阳极泥可回收,Ag,、,Pt,、,Au,等金属,（,5,）利用反应,2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,2 CuSO,4,+2H,2,O,可以制备,CuSO,4,，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为,。,山东,12.Al,，,Fe,，,Cu,都是重要的金属元素。下列说法正确的是,D.,电解,AlCl,3,、,FeCl,3,、,CuCl,2,的混合溶液是阴极上依次析出,Cu,，,Fe,，,Al,15.,以,KCl,和,ZnCl,2,混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是,A.,未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程,B.,因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系,C.,电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率,D.,镀锌层破损后对铁制品失去保护作用,山东,29,（,1,）以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为,_,。取少量废电解液，加入,NaHCO,3,，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是,_,。,（,2,）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是,_,。,（,3,）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。,若,X,为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关,K,应置于,_,处。,若,X,为锌，开关,K,置于,M,处，该电化学防护法称为,_,。,_微弱电流产生,思考以下电解装置两极放电的微粒,_,因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系,B铜电极发生还原反应,29 (3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。,以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是,溶液中Cu2+向阳极移动,解槽隔成阴极室和阳极室。,电镀液含有镀层金属离子的溶液,Cl2+2 NaOH=NaCl+NaClO+H2O,28、（12分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。,B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸,_,电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。,09,年山东,29 (3)MnO,2,的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的,MnSO,4,溶液。阴极的电极反应式是,。若电解电路中通过,2mol,电子，,MnO,2,的理论产量为,。,考纲解读,1,、理解电解池的工作原理。,2,、能写出常见的简单电极反应和电解反应方程式。,3,、认识电化学在解决能源危机中的重要作用。,利用反应,2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,2 CuSO,4,+2H,2,O,可以制备,CuSO,4,，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为,。,请设计相应的原电池简易装置,若不通入氧气，实现铜与稀硫酸的反应，,该使用何种装置,O,2,+4e,-,+4H,+,=2H,2,O,正极,负极,Cu,C,氧,化,反,应,还,原,反,应,Cu,C,电解池,原电池,阴极,阳极,氧,化,反,应,还,原,反,应,O,2,原电池,电解池,能量变化,化学反应,化学能转化为电能,电能转化为化学能,自发的氧化还原反应,电源下完成的氧化还原反应,H,2,SO,4,H,2,SO,4,正极,负极,Cu,C,e,-,氧,化,反,应,还,原,反,应,Cu,C,电解池,原电池,阴极,阳极,氧,化,反,应,还,原,反,应,e,-,e,-,O,2,H,2,SO,4,H,2,SO,4,电极反应,判断,电极,找出,微粒,依据,顺序,分析,反应,思考以下电解装置两极放电的微粒,阴极：,阳离子放电（得电子）,(,在阴极,发生还原反应,),K,+,Ca,2+,Na,+,Mg,2+,Al,3+,(H,+,)Zn,2+,Fe,2+,Pb,2+,(H,+,)Cu,2+,Fe,3+,Hg,2+,Ag,+,阴离子,放电,（失电子）,由难到易,:(,在阳极,发生氧化反应,),F,-,RO,m,n-,(,含氧酸根）,OH,-,Cl,-,Br,-,I,-,S,2-,考点一 电极放电顺序,阳极：,金属电极（除,Au,、,Pt,）：优先失电子，氧化反应,（得电子）,（失电子）,由难到易,山东,12.Al,，,Fe,，,Cu,都是重要的金属元素。下列说法正确的是,D.,电解,AlCl,3,、,FeCl,3,、,CuCl,2,的混合溶液是阴极上依次析出,Cu,，,Fe,，,Al,写出以下电解装置两极电极反应式,考点二 电极反应式的书写,注意：反应过程中使用冰晶石(Na3AlF6)作为,Fe2O3 b.,（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是,1）阳极本身参加电极反应,Cu2S d.,Cu2S d.,金属电极（除Au、Pt）：优先失电子，氧化反应,未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程,_更普遍,解槽隔成阴极室和阳极室。,应用二 铜的电解精炼,以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是,O2+4e-+4H+=2H2O,28、（3）右图为电解精炼银的示意图，_ （填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为,B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸,（,1,）电解时，只生成,H,2,而不生成,O,2,，则溶液的,pH,。,（,2,）电解时，只生成,O,2,而不生成,H,2,，则溶液的,pH,。,（,3,）电解时，既生成,H,2,又生成,O,2,，则实际为电解水。,若为酸性,pH,，,若碱性溶液，则溶液的,pH,，,若为中性，则,pH,。,增大,减小,减小,增大,不变,考点三：电解过程中溶液,pH,的变化规律,09,年山东,29 (3)MnO,2,的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的,MnSO,4,溶液。阴极的电极反应式是,。若电解电路中通过,2mol,电子，,MnO,2,的理论产量为,。,山东,29,（,1,）以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为,_,。取少量废电解液，加入,NaHCO,3,，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是,_,。,（09年安徽理综12）Cu,2,O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu,2,O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H,2,O=Cu,2,O+H,2,。下列说法正确的是,A,石墨电极上产生氢气,B,铜电极发生还原反应,C,铜电极接直流电源的负,极,D,当有,0.1mol,电子转移时，,有,0.1molCu,2,O,生成。,A,(上海）如图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H+Zn2+H2，下列错误的是,Aa、b不可能是同种材料的电极,B,该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸,C,该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸,D,该装置可看作是铜,-,锌原电池，电解质溶液是稀硫酸,应用一电镀,1,、定义：,利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或是合金的过程。,2,、目的：,4,、电镀的特点：,3,、电镀材料的选择：,阴极,镀件,电镀液,含有镀层金属离子的溶液,阳极,镀层金属,使金属增强抗腐蚀的能力，增加美观和表面硬度。,1,）阳极本身参加电极反应,2,）电解质溶液的浓度保持不变,山东,15.,以,KCl,和,ZnCl,2,混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是,A.,未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程,B.,因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系,C.,电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率,D.,镀锌层破损后对铁制品失去保护作用,C,山东,29,（,2,）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是,_,。,补充溶液中消耗的,Cu,2+,保持溶液中,Cu,2+,浓度恒定,应用二 铜的电解精炼,阳极：,Cu,2e,-,=,Cu,2+,阴极：,Cu,2+,+2e,-,=,Cu,杂质比铜活泼的,Zn,、,Fe,等：,Zn,=,Zn,2+,+,2e,-,Fe,=,Fe,2+,+,2e,-,活泼性在铜之后的银、金等：,还原性比铜差的，不能失去电子，它们以单质的形式留在溶液中，成为阳极泥。,电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。,(山东 28（4）)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 。,a 电能全部转化为化学能,b.粗铜接电源正极，发生氧化反应,c.溶液中Cu2+向阳极移动,d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,bd,28,、（,3,）右图为电解精炼银的示意图，,_,（填,a,或,b,）极为含有杂质的粗银，若,b,极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为,_,山东,（,4,）为处理银器表面的黑斑（,Ag,2,S,），,将银器置于铝制容器里的食盐水中并与,铝接触，,Ag,2,S,转化为,Ag,，食盐水的,作用为,_,NO,3,-,+e,-,+2H,+,=NO,2,+H,2,O,a,做电解质溶液（或导电）,工业上利用这一反应，制取烧碱、氯气和氢气。,应用三 氯碱工业,通电,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+Cl,2,+H,2,阳极反应：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极反应：,2H,+,+2e,-,=,H,2,(2),避免生成物,H,2,和,Cl,2,混合,因为,:,.,(1),避免,Cl,2,接触,NaOH,溶液会反应,使产品不纯,反应方程式,:,.,Cl,2,+2 NaOH=NaCl+NaClO+H,2,O,混合遇火或遇强光爆炸,解决,方法,:,使用离子交换膜,电解饱和食盐水必须解决的问题,:,(1),生产设备名称：阳离子交换膜电解槽,阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电,解槽隔成阴极室和阳极室。,(2),离子交换膜的作用：,a,、防止,Cl,2,和,H,2,混合而引起爆炸,b,、避免,Cl,2,与,NaOH,反应生成,NaClO,影响,NaOH,的产量。,应用四 电冶金,（,1,）制取金属钠,电解熔融氯化钠,阳极：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,阴极：,2Na,+,+2e,-,=2Na,总反应：,通电,2NaCl=2Na+Cl,2,阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电,_,（3）电解时，既生成H2又生成O2，则实际为电解水。,（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。,(2)避免生成物H2和Cl2混合,阴极反应：2H+2e-=H2,(1)生产设备名称：阳离子交换膜电解槽,电源下完成的氧化还原反应,_,（5）利用反应2Cu+O2+2H2SO4 2 CuSO4+2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。,电解饱和食盐水必须解决的问题:,_,B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸,不纯金属接触到电解质溶液发生_反应,解槽隔成阴极室和阳极室。,（,2,）制取金属铝,电解熔融氧化铝,阳极：,6,O,2,-,-12e,-,=3O,2,阴极：,4Al,3,+,+12e,-,=4Al,总反应：,通电,2Al,2,O,3,=4Al+3O,2,注意：反应过程中使用冰晶石,(Na,3,AlF,6,),作为,熔剂，使,Al,2,O,3,在较低的温度下熔化,28,、（,12,分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。,（,1,）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是,a.Fe,2,O,3,b.NaCl c.Cu,2,S d.Al,2,O,3,山东,bd,三、金属的腐蚀与防护,1,化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,金属腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,条件,金属与接触到的物质直接反应,不纯金属接触到电解质溶液发生,_,反应,区别,_,电流产生,_,微弱电流产生,实质与联系,(1),实质都是金属原子失去电子被氧化而损耗；,(2),化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快,原电池,无,有,2.,钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀,类型,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,水膜,性质,_,_,负极反应,_,正极反应,_,_,其他反应,及产物,_,_,_,_,4Fe(OH),2,O,2,2H,2,O=4Fe(OH),3,2Fe(OH),3,=Fe,2,O,3,x,H,2,O,(3,x,)H,2,O,普遍性,_,更普遍,酸性较强,酸性很弱或呈中性,Fe,2e,=Fe,2,2H,2e,=H,2,2H,2,O,O,2,4e,=4OH,Fe,2,2OH,=Fe(OH),2,2Fe,O,2,2H,2,O,=2Fe(OH),2,吸氧腐蚀,3.,金属的防护,