第四章 电化学基础 第三节 电解池(二)
【学习目标】知道电解在氯碱工业、电镀、电冶金方面的应用 【学习重难点】电解原理的应用 【复习回顾】
1.右图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为 Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出, 但质量均增大,且增重b>d。
符合上述实验结果的盐溶液是 ( )
选项 A B C D X MgSO4 AgNO3 FeSO4 CuSO4 Y CuSO4 Pb(NO3)2 Al2 (SO4)3 AgNO3 2、用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A.电解氯化铜溶液,在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1 B.电解硫酸铜溶液一段时间后,再加入一定质量的氢氧化铜,溶液与原溶液完全相同
C.电解硫酸钠溶液时,钠离子向阳极移动 D.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液PH不变 【原理应用】 1、 氯碱工业 定义:
实验:用石墨电极电解饱和氯化钠溶液 溶液中的离子: 离子放电顺序:
通电后,阳极区产物: 检验方法:
阴极区产物: 检验方法:
电极反应式: 电解总反应式:
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氯碱工业中用含有泥沙和Ca2+、Mg2+、SO42-、Fe3+等杂质离子的粗盐配制饱和食盐水:
a. 除去泥沙的方法: b. 除去杂质离子所需试剂: c. 除杂试剂添加顺序:
d. 除杂过程中发生反应的离子方程式:
工业生产中为了避免阴极区产物与阳极区产物发生反应,在电解槽中使用了离子交换膜,写出相关的化学方程式:
2、电镀: 定义: 阳极: 阴极: 电镀液:
设计实验在一根铁钉上镀铜:
3、精炼铜: 阳极: 阴极: 电解质溶液: 粗铜的成分:
阳极发生的电极反应式: 阴极发生的电极反应式: 硫酸铜溶液浓度的变化: 阳极泥的形成:
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4、电冶金:
活泼金属钠、镁、铝等均采用电解法冶炼。 写出电解法冶炼三种金属的电极反应式和总反应式:
为什么冶炼镁要用电解熔融氯化镁的方法而不用电解熔融氧化镁?冶炼铝却要用电解熔融氧化铝而不用电解熔融氯化铝?
5、从定义、形成条件、电极名称、电极反应四个方面比较电解池、金属精炼池、电镀池的异同。
【电解计算】 电子守恒法
1. 用石墨电极电解氯化铜溶液时,阳极产生了0.56升(标况)氯气,则阴极最多能析出多少克铜?
2. 用铂电极电解1L硝酸铜和硝酸钾混合溶液,通电一段时间后,两极均产生11.2升(标况)气体,求电解后溶液的PH,并确定析出铜的物质的量。
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3. 用石墨电极电解100ml硫酸和硫酸铜的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L(标况)气体,求原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度。
【巩固练习】
1. 关于电解饱和食盐水,下列说法正确的是( ) A. B. C. D.
电解时阳极得到氯气,阴极得到金属钠 若在阳极附近滴入KI溶液,溶液呈棕色 若在阴极附近滴入酚酞溶液,溶液呈无色
电解一段时间后,将全部电解质转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
2.在铁制品上镀一定厚度的锌层,下列设计方案正确的是( ) A.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有锌离子 B.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有锌离子 C.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液中含有亚铁离子 D.锌作阴极,铁制品作阳极,溶液中含有亚铁离子
3.某电解装置的A极是铜锌合金,B极是纯铜,电解质溶液中含有足量的Cu2+, 通电一段时间后,若A极恰好完全溶解,此时B极质量增加了7.68g,溶液质量增加0.03g,求A极合金中铜、锌原子个数比。
4将两支惰性电极插入500mlAgNO3溶液中,通电电解。当电解液的c(H)从 1×10-6mol/L变为1×10-3mol/L时(设电解时阴极无氢气析出,溶液体积变化忽略不计),计算电极上析出银的质量大约有多少毫克。
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