电解原理氯碱工业..doc

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电解原理氯碱工业.

电解原理   [重点难点]   1.理解电解的基本概念和原理。   2.了解铜的电解精炼、电镀铜。   3.会写电极反应式、电解方程式,掌握围绕电解的计算。   [知识点讲解]   [基础知识导引]   1.电解 电解CuCl2   使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。如用惰性电极电解CuCl2溶液时,电极反应式:   阳极 2Cl——2e—=Cl2↑(氧化反应)   阴极 Cu2++2e—=Cu(还原反应)   电解方程式为:CuCl2Cu+Cl2↑   2.电解池   把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。 电解池与直流电源的连接   其中跟直流电源或原电池的负极相连的电极是电解池的阴极;跟直流电源或原电池的正极相连的电极是电解池的阳极。   3.铜的电解精炼和电镀铜   ⑴铜的精炼   以粗铜做阳极,精铜做阴极,硫酸铜(加入一定量的硫酸)做电解液,如图: 电解精炼铜原理   两极反应式如下:   阳极Cu—2e—=Cu2+   阴极Cu2++2e—=Cu   ⑵电镀铜   电镀铜和精炼铜的原理是一致的,但阴、阳两极材料略有差别:   ①精炼铜时,粗铜板作阳极,纯铜片作阴极,用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作电解液。   ②电镀铜时,镀层金属(铜片)作阳极,待镀件(铁片)作阴极,用含有镀层金属离子的电解质(CuSO4)配成电镀液。 镀铜   [重点难点点拨]   一、电解原理   1.电解质溶液的导电   我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同。   通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动;通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动,并在两极上发生氧化还原反应。我们把:   借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转化为化学能的装置叫电解池。   电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极。   物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。   2.电解   (1)概念:   使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。   (2)电子流动的方向:   电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应;与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子(也可能是阳极很活泼而本身失去电子)而被氧化,发生氧化反应。这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极。   (3)电极反应的类型:   阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀。   3、电极名称的进一步理解   原电池:   根据电子流动的方向可以把电极分成正、负极。流出电子的电极(或发生氧化反应的电极)为负极、流入电子的电极为(或发生还原反应的电极)正极;   电解池:   根据离子的迁移方向可以把电极分成阳极、阴极。阳离子移向的电极(或与直流电源负极相连的电极)为阴极、阴离子移向的电极(或与直流电源正极相连的电极)为阳极。   ⑴在原电池中,称正极、负极,其中负极流出电子   ⑵在电解池中,称阳极、阴极,其中阴极流入电子   ⑶电解池的阳极与原电池的正极相连,电解池的阴极与原电池的负极相连   4、电极反应式和电解方程式的书写   1化学变化的表示表示方法   为了表示化学变化的不同侧面,化学变化主要用化学方程式表示。具体分类如下:   ⑴(普通)化学方程式   ⑵氧化还原方程式(标出电子转移方向、数目等)   ⑶离子方程式   ⑷电离方程式   ⑸水解方程式   ⑹热化学方程式(标明反应物、生成物的状态及对应的热效应)   ⑺电极反应式   ⑻电解方程式   2电极反应式与电解方程式的书写   书写电极反应,首先要搞清楚电极材料,然后分析溶液中离子情况,再根据阴、阳极放电的规律,得出相应的结论。   电解过程总反应方程式叫电解方程式(指电解时总的化学方程式或离子方程式)。要正确书写电解方程式,首先要正确写出电极反应式,然后分析参加电极反应的离子来自何种物质,这样才能正确写出反应物、生成物,配平且在等号上方注明“电解”或“通电”。   书写的具体步骤:   ⑴先查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类   如用C电极电解CuSO4溶液:溶液中有CuSO4=Cu2++SO42—;H2O H++OH-。   溶液中存在Cu2+、H+、OH—、SO42—共4种离子。  

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