电解的类型及电极反应式的书写.ppt

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,*,化学能与电能,电解的类型及电极反应式的书写,1,内容讲解,一、电化学基本内容,1、定义：,研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。,2、根据反应产物与电流的关系，电化学反应过程（及其装置）可以分为两类：,产生电流的反应,借助电流发生的反应,：化学能转换为电能,：电能转换为化学能,2,电解池,1.能量转化,能转化为,能,2.电极名称,3.电子流向,极到,极,_,极到,极,3.电流方向,极到,极,_,极到,极,5.离子运动方向,阳离子,极，,（记忆方法：,）,阴离子,极.,（记忆方法：,）,化学,电,阴极,阳极,负,正,负,正,阳,阴,阴极上有电子,阳极上缺电子,阴,阳,阴,阳,3,电解池,6.工作原理,阴极：电子,的一极，,电子，发生,反应,阳极：电子,的一极，,电子，发生,反应,7.构成条件,流入,失去,氧化,流出,得到,还原,两电极插入,电解质溶液,或熔融的电解质,形成闭合回路,有外加直流电源,有两个电极,4,（一）电极的分类：,1、按照电源：,2、按照活泼性：,阳极,阴极,惰性电极：,C、Pt、Au,活性电极：,Ag及Ag之前的金属,阳极：,离子，,阴极：,离子，,（二）放电顺序：,活性电极 S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,OH,-,含氧酸根 F,-,Ag,+,Fe,3+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,H,+,活泼金属阳离子,阳,阴,正常浓度时,H,+,正常浓度小，,Fe,2+,、Zn,2+,浓度浓度一直保持很大时,5,2H,+,+Cl,Cl,2,+H,2,Cu,2+,+2Cl,Cu +Cl,2,（三）电解的类型及电极反应式的书写,（写出下列装置的电极反应式、总反应式pH变化、复原方法）,惰性电极：,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,2HCl Cl,2,+H,2,电解,浓度：,pH：,复原：,减小,增大,HCl气体,阳极：,阴极：,总反应：,电解,2Cl,2e,Cl,2,Cu,2+,+2e,Cu,CuCl,2,Cu +Cl,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,电解,浓度：,pH：,减小,增大,复原：,CuCl,2,固体,电解自身型,6,2NaCl+2H,2,O2NaOH+Cl,2,+H,2,2Cl,+2H,2,OCl,2,+H,2,+2OH,阳极：,阴极：,总反应：,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,电解,电解,浓度：,pH：,减小,增大,复原：,HCl气体,放氢生碱型,NaCl溶液换成MgCl,2,溶液呢？,阳极：,阴极：,总反应：,MgCl,2,+2H,2,OMg(OH）,2,+Cl,2,+H,2,Mg,2+,+2Cl,+2H,2,OCl,2,+H,2,+Mg（OH),2,2Cl,2e,Cl,2,2H,+,+2e,H,2,电解,电解,7,4AgNO,3,+2H,2,O 4Ag+O,2,+4HNO,3,4Ag,+,+2H,2,O 4Ag+O,2,+4H,+,阳极：,阴极：,总反应：,阳极：,阴极：,总反应：,4OH,4e,2H,2,O+,O,2,2Cu,2+,+4e,2,Cu,2CuSO,4,+2H,2,O 2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,2Cu,2+,+2H,2,O 2Cu+O,2,+4H,+,电解,电解,电解,电解,4OH,4e,2H,2,O+,O,2,4Ag,+,+4e,4Ag,浓度：,pH：,减小,减小,复原：,CuO固体,放氧生酸型,浓度：,pH：,减小,减小,复原：,Ag,2,O固体,8,4OH,4e,2H,2,O+,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O O,2,+2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,pH：,增大,不变,复原：,H,2,O,4OH,4e,2H,2,O+,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O O,2,+2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,pH：,增大,减小,复原：,H,2,O,4OH,4e,2H,2,O+,O,2,4H,+,+4e,2H,2,2H,2,O O,2,+2H,2,电解,阳极：,阴极：,总反应：,浓度：,pH：,增大,增大,复原：,H,2,O,电解水型,9,将以上装置中的惰性电极换为Cu电极？,如何快速改写?,所有装置的,阳极,反应进改为：,Cu 2e,-,=Cu,2+,阴极,反应不变,总反应做相应的变化:,2、Cu+2H,+,H,2,+Cu,2+,电解,7、,Cu+2H,+,H,2,+Cu,2+,电解,3、Cu+2H,2,O H,2,+Cu(OH),2,电解,1、无,4、无,5、Cu+2 Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,电解,6、Cu+2H,2,O H,2,+Cu(OH),2,电解,8、Cu+2H,2,O H,2,+Cu(OH),2,电解,10,书写步骤及注意事项：,1、看清电极材料,2、找出溶液中的阳离子和阴离子,3、根据,放电顺序,及,电极材料,确定放电微粒,4、电极反应式一定为离子方程式：,不考虑,放电微粒来源以及后续反应,5、总反应式：,考虑,放电微粒的来源，满足离子方程式的书写规则,6、两极相加,不一定为总反应,7、,总反应,写条件：电解,11,+,-,OH,-,Na,+,阴极 阳极,电解饱和食盐水,只允许阳离子通过,阳离子交换膜,H,2,O+少量NaOH,饱和NaCl,NaOH溶液,淡盐水,H,2,Cl,2,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2H,+,+2e,-,=H,2,H,+,从何来？,12,1、电解饱和食盐水,阴极材料：,电极反应：,。,阳极材料：,电极反应：,。,总反应：,。,设备,。,2H,+,+2e,-,=H,2,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2NaCl+2H,2,O=2NaOH+Cl,2,+H,2,电解,阳离子交换膜电解槽,避免Cl,2,和NaOH反应,只允许阳离子自由通过,Ti,Fe,而阻止阴离子和气体通过。,（四）电解原理应用,氯碱工业,13,阳极,放电，产生,。开始时阴极区需要加入,。,电解过程：,阴极,放电，产生,，使,浓度增大，,即阴极区产生,。,H,+,Cl,-,OH,-,H,2,Cl,2,NaOH,H,2,开始时阴极区需要加入,。,H,2,O,少量NaOH,增强导电性,NaCl溶液,NaCl精炼：,电解过程中Na,+,定向移向：,。,阴极,加入NaOH溶液,加入BaCl,2,溶液,加入Na,2,CO,3,溶液,过滤加入盐酸,14,用,的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。,实质是,.,镀层金属作,极，镀件作,极，,电镀液,。,Fe上镀Cu原理：,作阴极，,；,作阳极，,。,电镀液的浓度在电镀过程中,。,2、电镀：,电解,称为镀件,称为镀层,阴,阳,含有,镀层金属离子,的溶液,Fe,Cu,Cu,2+,+2e,-,=Cu,Cu2e,-,=Cu,2+,不变,注意：,离子浓度会影响放电顺序,当Fe,2+,、Zn,2+,浓度一直保持很大时，将优先于H,+,放电,从而实现镀铁、镀锌,镀层金属在阳极溶解然后在镀件上析出,15,实质是用,原理，使粗金属先,再,的过程,精炼铜的原理：粗铜作,极，,；,精铜作,极，,；,电解液含有,。,比铜活动性强的杂质形成,，,比铜活动性弱的杂质形成,。,3、精炼：,电解,溶解,在纯金属上析出,阴,阳,Cu,2+,+2e,-,=Cu,Cu2e,-,=Cu,2+,Cu,2+,阳极泥,金属阳离子进入溶液,电解液的浓度在电解过程中,。,减小,Fe、Zn等活泼金属溶解时，析出Cu，使Cu,2+,浓度减小,16,2NaCl =2Na+Cl,2,4、活泼金属的冶炼,（1）制钠：,阳极：,阴极：,总反应：,2Na,+,+2e,=2Na,2Cl,2e,=Cl,2,MgCl,2,=Mg+Cl,2,（2）制镁：,注意:,不用MgO，,MgO熔点太高,阳极：,阴极：,Mg,2+,+2e,=Mg,2Cl,2e,=Cl,2,（熔融）,（熔融）,电解,电解,2Al,2,O,3,=4Al+3O,2,（3）制铝：,总反应：,阳极：,阴极：,4Al,3+,+12e,=4Al,6O,2,12e,=3O,2,（熔融）,电解,注意:,不用AlCl,3,，,熔融AlCl,3,不导电,17,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag,电解法,还原法,热分解法,不同金属冶炼方法的选择,K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn Pb（H）Cu,Hg Ag,简单，实用，节省的原则,同一种金属可能有不同的冶炼方法,18,M-ne,-,=M,n+,六、金属的腐蚀,（一）金属腐蚀：,1、定义：是指金属或合金跟,发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,接触到的气体或液体,2、本质：,（,反应）,氧化,3、类型：直接反应,腐蚀；原电池反应,腐蚀,化学,电化学,金属与接触到的,（如,、,、,等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。,（二）化学腐蚀：,干燥的氧化剂,O,2,Cl,2,SO,2,19,1、定义：,不纯,的金属跟,电解质溶液,接触时，会发生,反,应，,的,金属失去电子,而被,。如,在潮湿的空气中生锈。,2、类型：,（三）电化学腐蚀：,原电池,氧化,较活泼,生铁,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈,水膜呈,负极（Fe）,正极（C）,总反应,较强酸性,中性、碱性、弱酸性,2H,+,+2e,-,H,2,O,2,+4e,-,+,2H,2,O 4 OH,-,Fe2e,-,Fe,2+,Fe2e,-,Fe,2+,Fe+2H,+,Fe,2+,+H,2,2Fe+2H,2,O+O,2,2Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,Fe,2,O,3,n,H,2,O,（,铁锈,）,20,电化腐蚀,化学腐蚀,条件,不纯金属或合金,与,接触,与,直接接触,有无电流,本质,联系,两种腐蚀往往,发生，但,腐蚀更普遍，速度快，危害更重。,3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：,电解质溶液,氧化剂,无,弱电流,较活泼的金属被氧化,金属被氧化,同时,电化学,21,使它,隔离,_、_等物质,(四)金属的防护,1、改变金属的内部结构,制成合金（不锈钢）,2、在金属表面覆盖保护层，,空气,水,喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化、搪瓷等。,3、金属的电化学防护,（1）,牺牲阳极的阴极保护法,被保护的金属做正极，,活泼金属保护不活泼金属,（2）外加直流电源的阴极保护法,被保护的金属做阴极,22,健身器材,刷油漆,衣架和电线,外面包上一层塑料层,某些金属工具或“机械传动部位”，用,油脂,来防锈,23,船身如何防腐蚀的？,用牺牲锌块的方法来保护,船身上装锌块,24,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由,快,到,慢,的顺序是_,(5)(2)(1)(3)(4),练习,金属腐蚀的快慢速度：,电解池的阳极,原电池的负极,化学腐蚀,原电池的正极,电解池的阴极,25,