1、了解氯堿工業(yè),掌握電解飽和的反應(yīng)原理。
2、掌握電鍍的原理,粗銅精煉。
3、掌握電化學(xué)原理保護(hù)金屬的方法。
電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融狀態(tài)的電解質(zhì),在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原的過(guò)程。
把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置。
異性相吸:陽(yáng)離子運(yùn)動(dòng)到陰極陰離子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極
電子從外加電源的負(fù)極流到陰極再?gòu)碾娊獬氐年?yáng)極流回外加電源的正極
5、電極反應(yīng)及放電順序
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根
如:4OH- — 4e-= 2H2O+O2↑
(2)陰極發(fā)生還原反應(yīng),氧化 性強(qiáng)的先反應(yīng)
Ag+ >Fe3+ >Cu2+>H+ >Pb2+ >Fe2+>Zn2+ >Al3+>…
如果是活性陽(yáng)極(除鉑、金、石墨外):活性陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)。
如果是惰性陽(yáng)極(如鉑、金、石墨):溶液中的陰離子發(fā)生氧化反應(yīng),陰離子放電順序?yàn)?br/>比較離子的放電能力,然后根據(jù)陰極還原、陽(yáng)極氧化得出電極產(chǎn)物
1、電解飽和食鹽水制燒堿、氯氣和氫氣
NaCl=Na+ + Cl-
陽(yáng)極 Cl->OH-
電極反應(yīng) 陰極: 陽(yáng)極:
2H+ + 2e-=H2↑
2Cl- - 2e-=Cl2↑
現(xiàn)象:陽(yáng)極:有氣泡產(chǎn)生,使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI溶液變藍(lán)陰極:有氣泡產(chǎn)生,滴加酚酞溶 液變紅
H2O(含少量NaOH)
用潤(rùn)濕的KI淀粉試紙靠近陽(yáng)極,現(xiàn)象試紙變藍(lán),證明有氯氣生成。
(2)在陰極附近加入酚酞,現(xiàn)象是?用平衡理論解釋?
陰極附近生成氫氧化鈉溶液,遇到酚酞變紅。
思考(1)檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是?
(3)生產(chǎn)設(shè)備名稱:離子交換膜電解槽 陰極:碳鋼 陽(yáng)極:鈦 陽(yáng)離子交換膜:只允許陽(yáng)離子通過(guò)(Cl-、OH-離子和氣體不能通過(guò)),把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。 (4)離子交換膜的作用: a、防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸; b、避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成 ,而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。
氯堿工業(yè):離子交換膜法制燒堿
粗鹽的成份: 泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-雜質(zhì),會(huì)與堿性物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,損壞離子交換膜
含少量Ca2+.Mg2+
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層其它金屬的裝置。
①兩電極接直流電源②電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路
①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子
陽(yáng)極:電源正極相連陰極:電源負(fù)極相連
陽(yáng)極:鍍層金屬;陰極:鍍件
陽(yáng)極:氧化反應(yīng)陰極:還原反應(yīng)
應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置。
①不純金屬接電源正極純的金屬接電源負(fù)極②電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子
陽(yáng)極:不純金屬;陰極:純金屬
電解池、電解精煉池、電鍍池的比較
2. a 、b哪一極為正極?
1.若要給鐵叉鍍鋅, a極選用什么材料? 選擇何種溶液?
3. 若要給鐵叉鍍金, a極選用什么材料? 選擇何種溶液?
5.金屬性強(qiáng)弱的判斷 已知①M(fèi)+N2+=M2++N ②Pt極電解相同濃度P和M的硫酸鹽,陰極先析出M ③N與E有導(dǎo)線相連放入E的硫酸鹽溶液,電極反應(yīng):E2++2e-=E,N-2e-=N2+,則四種金屬活潑性由強(qiáng)到弱為
工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO41.電解時(shí),應(yīng)以 作陰極,電解過(guò)程中陰極附近溶液pH將會(huì) , 2.陽(yáng)極反應(yīng)式為 , 3.總電解反應(yīng)式為 .
2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑
答案:Fe 增大 MnO42—_e- =MnO4—
例1 鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確定析出銅的物質(zhì)的量.
解析:陽(yáng)極 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 陰極 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑ 陽(yáng)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.5×4 = 2ml,消耗4OH- 2ml,即產(chǎn)生H+ 2ml. 陰極生成0.5mlH2,消耗H+ 1ml;所以溶液中C(H+)=1ml/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 ×2=1ml,故還有1mle- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5ml.
電解計(jì)算——電子守恒法
例2 用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液,通電一段時(shí)間后,兩極均收集到2.24L(標(biāo)況)氣體,則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為( ) A.1ml/L B.2ml/L C.3ml/L D.4ml/L
陽(yáng)極O2為0.1ml,電子為0.4ml
則H2為0.1ml,所以Cu為0.1ml,濃度為A

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版本: 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí): 選修4 化學(xué)反應(yīng)原理

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