Transcript 电解与电镀

电解与电镀
知识点一：电解的原理
概念
电流通过电解质溶液在阴、阳两级引起氧化还原反
应的过程。
 电解池的构造
直流电源、两电极、电解质溶液或熔融电解质
 电极反应
电极上进行的半反应。阳极：氧化反应
阴极：还原反应

知识点一：电解的原理
电池电解原理
以电解CuCl2为例:
电解中
电解前
CuCl2=Cu2++2Cl-
H2O
H++OH-
离子自由移动
阳离子（Cu2+,H+)向阴极移动
阴离子（Cl-,OH-)向阳极移动
离子定向移动
知识点一：电解的原理
电极反应
( 阳氧阴还 )
阴极：Cu2++2e=Cu(还原）
阳极：2Cl-
放电：
2e=Cl2 (氧化）
(2Cl=Cl2)
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
例：以石墨电极电解硝酸银
反应原理
电子流向
氧化反应
e-
负极出电子
电子回正极
e-
还原反应
4OH--4e-=2H2O+O2
Ag++e-=Ag
阳极
阴极
阴
离
子
移
向
AgNO3溶液
电解
电解结果:4AgNO3+2H2O
阳
离
子
移
向
4Ag+O2↑+4HNO3
离子的放电顺序
(1)阴极 : 氧化性越强,越易放电 (溶液中阳离
子得电子) ----与电极材料无关.
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+> Zn2+>
Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
注意: 离子放电顺序与电极材料﹑离子本身的氧化性﹑
还原性及离子浓度等因素有关.例：电镀时： Zn2+> H+
(2)阳极: 还原性越强,越易放 (阳极本身或溶液中阴离
子失电子) ----与电极材料有关.若阳极为活性电性,则阳
极失电子溶解.若阳极为惰性电极,则溶液中阴离子失电
子.
活性电极＞S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO ->SO 2-(等含氧
酸根离子）>F-
3
4
电解规律
（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实
质上是电解水。
（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极
析出不活泼金属。
（3）电解活泼金属无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出
非金属。
（4）电解熔融物﹑不活泼金属无氧酸盐﹑无氧酸，实际上
是电解电解质本身。
例1：用惰性电极电解下例溶液后,再加入一定量 的另一
种物质(方括号内),溶液能与原溶液完全一样的是
A﹑CuCl2〔CuSO4〕 B﹑NaOH〔NaOH〕
C﹑NaCl〔HCl〕
D﹑CuSO4〔Cu(OH)2〕
例2：某溶液中含有等物质的量的硝酸铜和氯化镁，
对该溶液进行电解，分阶段写出电解方程式和电
极方程式。
课本实验讲解
知识点二：电解的应用

氯碱工业
工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH﹑Cl2
和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯
碱工业.
1﹑反应原理:
阳极: 2Cl-- 2e- = Cl2↑
阴极: 2H+ + 2e- = H2↑
通电
总反应: 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
氯碱厂电解饱和食盐水制取
NaOH的工艺流程图：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学
方程式：____。与电源负极相连的电极附近，溶液pH值___
（2）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序
为_______（选填a，b，c）.
a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c .先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（3）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过__、
冷却________（填写操作名称）除去NaCl。
（4）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防
止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH
充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为
。
知识点二：电解的应用
电解精炼铜
阳极:
粗铜(含少量Zn﹑Fe﹑Ni﹑Ag﹑Au等)
阴极:
纯铜
电解液: CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)
阳极:
Cu - 2e- = Cu2+ Zn - 2e- = Zn2+
Fe - 2e- = Fe2+ Ni - 2e- = Ni2+
(Au﹑Ag沉积下来,形成阳极泥)
阴极:
Cu2+ + 2e- = Cu
CuSO4溶液浓度基本保持不变-------因阳极上铜溶解的速率与
阴极上铜沉积的速率相同.
知识点二：电解的应用
电镀
电镀: 利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金
属或合金的过程.
阳极: 镀层金属
阴极: 待镀金属
电解液: 含镀层金属离子的电解质溶液
课本实验讲解
电解计算
 依据：所有电极上转移电子的物质的量
相等
 ①电极产物变化量
 ②溶液中离子浓度的改变量
 ③多池串联时各电极上产物的量
 ④阿佛加德罗常数的求算
Q=It=e·NA·n(e-)
例题1
在下列两个电解池
b
Ag
a
Pt
中，a﹑b两极都是
石墨电极。将电源
CuSO4
AgNO3
接通，通电16分5秒，电流强度为5安培，Pt
电极质量增加5.40g。试回答下列问题(已知
一个电子的电量为1.6×10-19库仑)
（1）在a、b极上析出质量各为多少g？
（2）Ag电极溶解多少g？根据该池给出的实
验数据，计算阿伏加德罗常数是多少？
例2、用惰性电极电解VL某二价金属的硫酸盐溶液一
段时间后，阴极有Wg金属析出，溶液的pH从6.5变
为2.0(体积变化可以忽略不计)。析出金属的相对原
子质量为( )
A．
B．
C．
D．
B
5、由于Fe(OH)2极
易被氧化．所以实
验室很难用亚铁盐
溶液与烧碱反应制
得白色纯净的
Fe(OH)2沉淀。应
用如图4—18所示
电解实验可制得白
色纯净的Fe(OH)2
沉淀。两电极的材
料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应为__，电极反应式为_____。
隔绝空气，防止空气中
Fe - 2e- = Fe2+
铁
(2)电解液C可以是______(填编号)。
BC 的氧气氧化氢氧化亚铁
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用为______，在加入苯之前对C应做何简单
加热煮沸
处理?______。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是(填编
BC
号)______。
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源电压
C．适当减小两电极间距离 D．适当降低电解液的温度
(5)若C为Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉
淀后，再反接电源来电解，除了电极上看到气泡外，混合
白色沉淀变逐渐红褐色
物中另一明显现象为________。