电化学原理与应用_课件.ppt

②主要生产过程 (2)电镀(如铁件镀锌) 电镀液：含Zn2＋的盐溶液(如ZnCl2溶液) 阳极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极(铁件)：Zn2＋＋2e－===Zn 电镀过程中电镀液浓度不发生变化。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液中必须含有镀层金属离子。 (3)电解精炼 如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)的提纯 阳极(粗铜)：Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu 电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag、Au不放电，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag、Au)，电解质溶液中c(Cu2＋)会不断减小，应定期更换电解质溶液。 温馨提示： ①阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和分子(Cl2)通过，这样既能阻止H2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成的NaClO影响烧碱质量。 ②电解或电镀时，电极质量减少的电极必为阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 ③电解精炼铜，粗铜含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他的杂质以阳极泥的形式沉积。电解质溶液的Cu2＋浓度会逐渐减小。 ④电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。 方法归纳　拓展思维　活学活用 1．惰性电极电解电解质溶液的规律方法： 类型 电极反应特点 实例 电解物质 电解质的变化 pH 使电解质溶液复原 电解水型 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH 水 浓度 增大 增大 加水 H2SO4 水 浓度 增大 减小 加水 Na2SO4 水 浓度 增大 不变 加水 类型 电极反应特点 实例 电解物质 电解质的变化 pH 使电解质溶液复原 电解 电解类型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 浓度减小 增大 加氯化氢 CuCl2 电解质 浓度减小 增大 加氯化铜 放H2 生碱型 阴极：放出H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质 和水 生成新 电解质 增大 加氯化氢 类型 电极反应特点 实例 电解物质 电解质的变化 pH 使电解质溶液复原 放O2 生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：OH－放电生成酸 CuSO4 电解质 和水 生成新 电解质 减小 加氧化铜 温馨提示： ①强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐，用惰性电极电解时，实际上是电解H2O，溶质的质量分数增大，浓度增大。 ②电解时产物的判断要遵循阴、阳离子的放电顺序。 ③电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如用惰性电极电解CuSO4，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO。也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。 (2)图像类问题 ①实物图问题。这一类问题是近几年高考的重要考查形式，需加以注意。这一类问题的设题方式较多，且灵活多变，如实物图接线柱的连接、电极情况分析，与化学实验相结合、化学计算等。解题时，要充分利用题给实物图，从实物图中获得解题信息(如密封装置中的空白部分表示气体、电源的正、负极等)并提炼信息，从而正确解题。 ②坐标图问题。对此类问题要注意一点：一是横坐标、纵坐标的含义；二是拐点的意义；三是曲线的变化或走势情况。弄清这三点，问题就迎刃而解了。 (3)表格类问题 解答此类问题的基本思路是：抓住表格中数据的特征或变化规律，以理论、规律、物质性质、反应原理等为依据，寻找解题问题的切入点。 (4)计算类问题 常见情况包括：两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、某元素的化合价或确定物质的化学式、根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。解决此类问题的方法有四种：守恒法、总反应式法、关系式法、排除法。 [例1](2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是(　　) A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 解析：由电池总反应方程式及原电池原理可知，充入H2的一极即a极是负极，充入O2的一极即b极是正极；电子由负极经外电路流向正极；电流内部阳离子即H＋移向正极，正极即b极的电极反应式应为：O2