人教版高中化学选择性必修1第4章化学反应与电能第2节第2课时电解原理的应用课件.ppt

解析:阴极:2H++2e-══H2↑,阳极:Fe-2e-══Fe2+,产生的Fe2+在向阴极移动的过程中与向阳极移动的相遇,发生氧化还原反应:6Fe2+++14H+══6Fe3++2Cr3++7H2O,使转化为Cr3+,同时Fe2+也转化为Fe3+,在以上电解的阴极反应及Fe2+与的氧化还原反应中消耗了大量的H+,溶液的pH不断增大,有利于Fe3+、Cr3+生成相应的Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。【拓展延伸】能否用Cu电极来代替Fe电极?请简述理由。答案:不能。若用Cu电极来代替Fe电极,产生的Cu2+不能将转化为Cr3+,不能除去废水中的。学以致用1.如图中的A为直流电源,B为浸透氯化钠饱和溶液和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色。请回答下列问题:(1)电源A的a为极。?(2)滤纸B上发生的总反应方程式为。?(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为,电极f上发生的反应为,槽中盛放的电镀液可以是或。?答案:(1)正(2)2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH(3)Zn-2e-══Zn2+Zn2++2e-══ZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液解析:(1)根据c点显红色,则该极上发生的反应为2H++2e-══H2↑,即该极为阴极,与电源的负极相连,所以a是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH。(3)c、d两点短路后,e为阳极,反应为Zn-2e-══Zn2+。欲实现铁上镀锌,则阴极反应为Zn2++2e-══Zn。电镀液用含镀层金属离子的电解质溶液,所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。2.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示,回答下列问题:(1)若离子交换膜为阴离子交换膜,则OH-自(填“左”或“右”,下同)向移动。?(2)电解一段时间后,撤去离子交换膜,混合后的溶液与原溶液比较,pH(填“增大”或“减小”)。?答案:(1)左右(2)减小解析:(1)Fe为阳极,发生氧化反应,则其电极反应为Fe-6e-+8OH-══+4H2O,若离子交换膜为阴离子交换膜,则OH-自左(阴极区)向右(阳极区)移动。(2)根据阳极电极反应可知随电解的进行,阳极区pH降低;阴极电极反应式为2H2O+2e-══H2↑+2OH-,阴极区pH增大;根据得失电子守恒可知,OH-消耗的多,生成的少,电解一段时间后,撤去离子交换膜,混合后的溶液与原溶液比较,pH减小。特别提醒离子交换膜是具有选择透过性能的高分子功能膜或分离膜,常运用于膜电解和电渗析等离子交换膜法技术中。它具有选择透过性好、分离效率高、能耗低、污染少等特点,在水处理、环保、化工、冶金等领域都有广泛应用。

离子交换膜的种类有阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等。离子交换膜的作用:①隔离某些物质,防止阴极产物与阳极产物之间或电极产物与电解质溶液之间发生反应;②用于制备某些物质:通过离子定向移动使得阴极区或阳极区得到所制备的新物质;③对物质进行分离、提纯等。二、电解的有关计算问题探究如下图,甲烧杯中盛有100mL0.50mol·L-1AgNO3溶液,乙烧杯中盛有100mL0.25mol·L-1CuCl2溶液,A、B、C、D均为质量相同的石墨电极,如果电解一段时间后,发现A极比C极的质量多1.9g。1.发现A极比C极的质量多,说明A极和C极上分别析出什么物质?说明E为电源的正极还是负极?提示:A极比C极的质量多,说明A极上有Ag析出,说明E是电源的负极,则C极为阴极,C极上有铜析出。2.A极比C极的质量多1.9g,则A极上析出单质的质量为多少?C极上析出单质的质量为多少?3.写出B极的电极反应式。计算B极析出气体的体积是多少?(标准状况)提示:B极的电极反应式为4OH--4e-══O2↑+2H2O,根据题意可知,该过程转移0.025mol电子,归纳总结1.计算的原则。(1)阳极失去的电子数等于阴极得到的电子数。(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。2.计算的方法。(1)得失电子守恒法计算