课时6 电解原理的应用
- 格式:doc
- 大小:64.00 KB
- 文档页数:2
电解原理治理污染的应用1. 什么是电解原理电解原理是指通过电解液中离子的运动与电化学反应,将电能转化为化学能或热能的过程。
在电解过程中,阳极是正极,阴极是负极,而离子则从阴极流向阳极,完成了电解反应。
2. 电解原理治理污染的背景随着工业化的发展和人口的增加,环境污染成为全球关注的焦点。
传统的污染治理方法,如化学物质添加、物理过滤等在某些情况下效果较差。
而电解原理治理污染,由于其高效、环保的特点,逐渐成为一种有效的治理污染方法。
3. 电解原理在水污染治理中的应用3.1 污水处理电解原理在污水处理中有着广泛的应用。
通过电解过程中的氧化还原反应,可以有效降解污水中的有机物、重金属离子等,使其降解为无害物质。
电解处理污水的优势在于能够在无需添加大量化学药剂的情况下,达到较高的处理效果。
3.2 水源净化在某些地区,水源中可能存在着大量的细菌和有害物质。
通过电解原理对水源进行处理,可以有效地杀灭水中的细菌,并减少有害物质的含量。
这种方法对于保障人们饮水安全,防止水源污染具有重要意义。
3.3 地下水修复地下水的污染往往较为复杂,传统的修复方法难以达到理想效果。
而电解原理能够针对地下水中的特定物质进行有针对性的处理。
通过调节电解液的成分和电流密度等参数,可以有效地修复地下水的污染问题。
4. 电解原理在空气污染治理中的应用4.1 VOCs的净化挥发性有机物(VOCs)是空气污染的主要成因之一。
电解原理可以通过氧化还原反应对VOCs进行降解,从而净化空气中的有机污染物。
相比传统的吸附和催化氧化等方法,电解原理净化VOCs具有高效、低能耗的特点。
4.2 烟尘治理工业烟尘是空气污染的常见问题。
采用电解原理处理烟尘,可以将烟尘中的颗粒物与气体分离,实现烟尘治理。
电解原理可实现对颗粒物的凝聚、沉淀和过滤,从而减少烟尘对环境和人体健康的影响。
5. 电解原理在废物处理中的应用5.1 电解水解电解水解是一种对有机废物进行处理的方法。
电解原理的应用小实验实验目的通过一个小实验,了解电解原理及其在生活中的应用。
实验材料•铜板•镁条•盐水•电线•电池实验步骤1.首先,将铜板和镁条分别用沙纸擦拭清洁,以去除表面的氧化物。
2.准备一盛装有盐水的容器。
3.将铜板和镁条分别放入盐水中,让它们完全浸泡。
4.将一根电线的一端连接到铜板上,另一端连接到电池正极。
5.将另一根电线的一端连接到镁条上,另一端连接到电池负极。
6.等待约10分钟,观察实验现象。
实验现象在实验过程中,会观察到以下现象:1.在铜板上形成了一层橘黄色的物质,这是由于铜离子在盐水中被转移出来,沉积到铜板表面。
2.在镁条上会有一些气泡产生,这是由于镁离子在盐水中被转移出来,形成气体。
3.盐水的颜色可能会发生变化,部分盐溶解到水中。
4.铜板和镁条上的盐水可能会有一些冒泡的现象。
实验原理这个实验是基于电解原理。
电解是利用电流将电解质中的离子转移的过程。
在这个实验中,盐水充当了电解质,铜板和镁条则充当了电极。
当电流通过盐水时,铜离子和镁离子被吸引到电极上并发生化学反应。
在正极(连接到电池正极的铜板),铜离子被还原,也就是释放出电子并转化成纯铜金属。
这些铜离子在盐水中形成了铜离子的溶液,并随电流转移到了铜板表面。
在负极(连接到电池负极的镁条),镁离子被氧化,电子从它们身上被剥离。
这些镁离子形成了镁离子溶液,并产生了气体。
实验应用电解原理在生活中有许多应用,以下列举了一些常见的例子:1.电镀:电镀是利用电解原理将一层金属沉积在其他物体上。
通过在电解质溶液中放置金属物体,并将其连接到正极,再将另一个金属作为负极,通过电流,金属离子会沉积在物体表面,从而实现电镀。
2.电解水:电解水是通过电解原理将水分解成氢气和氧气。
将两个电极(一个正极和一个负极)浸入水中,通过电流分解水分子,产生氢气和氧气。
3.电解制氧:电解原理也可以用于制备氧气。
将电极放入水中,通过电流分解水分子,氧气会在正极上生成。
4.电解铝:铝生产中,电解原理被广泛应用于从铝矿中提取纯铝。
高二电解原理的应用笔记一、电解原理概述电解是指通过外加电源的作用,在电解质溶液中使正、负离子向电极移动,反应产生新物质的化学反应过程。
电解的原理是电解质的离解现象和离子迁移。
在电解过程中,正离子被称为阳离子,负离子被称为阴离子。
二、电解的应用电解作为一种常见的化学反应过程,在生活和科技领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的电解应用:1.电解精炼:电解用于金属精炼过程中,例如铝的电解精炼。
铝的产量很大程度上依赖于电解精炼技术。
2.电解制氢:水电解是一种常见的制氢方法。
通过将水分解为氢气和氧气,可以制备大量的氢气用于工业和能源领域。
3.电镀:电解用于金属表面的镀层制备,例如铜电镀、镍电镀和铬电镀。
电解镀层可以提供耐腐蚀性和美观性。
4.电解液体:电解液可以用于电解析染、电解液流控等领域。
电解液的应用范围广泛,可以用于化学分析、药物制备和能源储存等领域。
5.电解人工呼吸:电解技术可用于人工呼吸设备,通过电解产生氧气用于呼吸。
三、电解实验注意事项进行电解实验时,需要注意以下事项:•选择合适的电解质:不同电解质在电解过程中产生不同的反应产物。
选择适合实验目的的电解质对实验结果有重要影响。
•控制电流强度:电流强度直接影响电解速率和反应产物。
过高的电流强度可能导致不受控制的反应,而过低的电流强度则可能导致反应速率过慢。
•使用正确的电解槽和电极:选择适合实验的电解槽和电极材料,确保电解过程的稳定性和可靠性。
•防止电解液的蒸发和溅出:电解液可能蒸发或溅出,导致实验环境污染或损坏实验设备。
应采取适当的措施防止这种情况发生。
四、电解实验步骤以下是一般电解实验的步骤:1.准备实验装置:选择合适的电解槽和电极,连接电源和电解槽,并将电解质溶液加入电解槽中。
2.调整电流强度:根据实验要求调整电流强度,可以通过调整电源的电压和电解槽之间的距离来实现。
3.开始电解:打开电源,开始电解过程。
观察实验现象,记录实验数据。
4.结束电解:根据实验要求,确定电解时间,并在达到要求后关闭电源,结束电解过程。
第3讲 电解池的工作原理及应用 金属的腐蚀与防护[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
考点一 电解的原理 1.电解定义在________作用下,电解质在两个电极上分别发生______和__________的过程。
2.能量转化形式________转化为________。
3.电解池 (1)构成条件①有与________相连的两个电极。
②__________(或__________)。
③形成____________。
(2)电极名称及电极反应(如图)(3)电子和离子移动方向①电子:从电源________流向电解池的________;从电解池的________流向电源的________。
②离子:阳离子移向电解池的________; 阴离子移向电解池的________。
4.分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H +和OH -)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +。
阳极:活泼电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->含氧酸根离子。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
5.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程,并总结电解规律(用惰性电极电解)电解质(水溶液) 电极方程式 被电解 的物质 电极产物 溶液pH 变化的原因、结果 电解质溶液复原 阳极阴极含氧酸(如H 2SO 4)阳极:_________水减少,酸溶液的浓加_______阴极:_________ ___ 度____,pH____强碱(如NaOH) 阳极:____________阴极:____________水减少,碱溶液的浓度____,pH____加____活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极:____________阴极:____________水减少,盐溶液的浓度____,pH__________(若为水解的盐)加____无氧酸(如HCl),除HF外阳极:____________阴极:____________________(如Cl2)H+放电,c(H+)减小,pH____不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2),除氟化物外阳极:____________阴极:____________________(如Cl2)________(如Cu)pH基本不变加______活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极:__________阴极:__________________(如Cl2)H+放电,c(H+)减小,c(OH-)增大,pH____不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极:____________阴极:_________________(如Cu)OH-放电,c(OH-)减小,c(H+)增大,pH____加____或_______1.分别写出用惰性电极电解上述5中各物质的化学方程式或离子方程式:(1)________________________________________________________________________; (2)________________________________________________________________________; (3)________________________________________________________________________; (4)________________________________________________________________________; (5)________________________________________________________________________。
课时6 电解原理的应用
【学习目标】了解电解原理在生产生活中的应用
【知识回顾】
1、电解池:将能转化为能的装置。
2、写出工业上冶炼金属钠和金属铝的化学方程式:
、
3、电解可以使许多的反应顺利进行,电解过程中能转化为能。
电解质溶液导电过程即电解过程。
【新课链接】
电解原理的应用:
1.冶炼活泼金属,如等。
2.电解饱和食盐水是工业的基础,反应原理是。
3.电镀:即利用电解原理在某些材料表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。
其目的主要是增强材料的,所以电镀所用的镀层金属通常是一些在空气或溶液里的金属或合金。
4.金属材料电镀时,通常以为阴极,以为阳极,用含有的溶液作电解质溶液。
【例1】(电极材料均为石墨)
(1)完成下图中空格,并标出电子的流向与Cu2+、
Cl-的移动方向。
(2)实验现象:极上产生能使湿润淀粉碘
化钾试纸变蓝的气体;极上有红色固体析出。
(3)分析离子移动与反应并写出电极反应:
移向阴极的离子是,但的得电子能力强,故阴极反应为;移向阳极的离子是,但的失得电子能力强,故阳极反应为。
(4)结论:电解是指在作用下,在阴、阳两极上分别发生反应和反应的过程。
【例2】(1)右图所示装置名称为。
(2)流入或流出的物质分别是
a b c d
(3)为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区?如何阻止?
【例3】下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测知乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为极;
②电极b上发生的电极反应为;
③指出电解前后各溶液的酸、碱性发生变化的情况:
甲溶液;乙溶液;
丙溶液;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进
行,为什么?
【例4】工业上采用以铁棒和石墨棒为电极电解锰酸钾(K2MnO4)溶液的办法制取高锰酸钾。
(1)电解时,应以棒作阴极,电解过程中,阴极附近的PH将会。
(2)阳极的电极反应式为。
(3)电解反应方程式为。
【随堂练习】
1.用石墨作电极,电解1 mol/L下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是A.HCl B.NaOH C.Na2SO4 D.NaCl
2.将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g (设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化)。
此时溶液中氢离子浓度约为
A.4×10-3mol/L B.2×10-3 mol/L C.1×10-3 mol/L D.1×10-7 mol/L 3.以石墨棒作电极,电解氯化铜溶液,若电解时转移的电子数是3.01×1023,则此时在阴极上析出铜的质量是
A.8g B.16g C.32g D.64g
4.镍镉充电电池,电极材料是Cd和NiO(OH),电解质是KOH,电极反应分别是:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2;2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-。
下列说法错误的是A.电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大
B.电池的总反应是Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
C.电池充电时,镉元素被还原
D.电池充电时,电池的正极和电源的正极相连接
5.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的
放电电压。
高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是
A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=
-
2
4
FeO+4H
2
O
C.放电时每转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强。