电解CuCl2溶液

Cu2+
== Cu + Cl2
关注细节
有关电解CuCl2溶液过程中，溶液的pH变化 阴极： Cu2+ + 2e- == Cu
考虑Cu 考虑Cu2+的水解，随着电解过程的进行，阴极区的c(Cu2+) 水解，随着电解过程的进行，阴极区的c(Cu 逐渐下降， 的水解趋势虽有所加强，但溶液中c(H 逐渐下降，Cu2+的水解趋势虽有所加强，但溶液中c(H+)仍逐 渐降低，pH增大 渐降低，pH增大
电解的应用
电镀池的构造
精炼铜的基本原理
氯碱工业的生产工艺流程
NaCl饱和溶液 +
隔膜 铁网 石墨 隔膜法电解槽
AgNO3
NaBr
用惰性电极电解下列物质一段时间后，加入何种 物质可使电解液恢复到电解以前的状态？ 电解质溶液 Na2SO4 H2SO4 CuSO4 CuCl2 NaCl 加入的物质 H2O H2O CuO CuCl2 HCl
思考：
用Pt电极电解H2SO4、NaOH、Na2SO4等溶 液时，实际的结果就是电解水，请问在这些实验 中加入上述电解质的原因。
阳极： 2Cl- - 2e- == Cl2
考虑电解生成的Cl 溶解在水中 由于Cl 考虑电解生成的Cl2溶解在水中，由于Cl2和水反应生成盐 在水中， 酸和次氯酸的缘故，溶液的pH下降 酸和次氯酸的缘故，溶液的pH下降
用惰性电极与金属电极的组合进行电解实验的研究
实验5-1
用Cu作阴极、C作阳极，电解硫酸溶液
形成推论： 形成推论：
阴极：
Ag+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+ > H2O > Mg2+ > Na+ Al3+ >
阳极：
S2- > SO32- > I- > Br- > Cl- > OH- > 族价含氧酸根 > F-
用惰性电极电解下列电解质溶液，写出相应的 电极方程式，以及总的电解方程式。 Na2CO3 KI CuSO4
增加溶液的导电性
用惰性电极电解NaCl和Na2SO3的混合溶液，写出 电极反应方程式. Na+ 、H+ Cl- 、SO32-、OHNa2SO3 Na2SO4 NaCl
SO42Na2SO4 NaCl NaOH Na2SO4 NaOH
用惰性电极电解CuSO4和H2SO4的混合溶液，写出 电极反应方程式. Cu2+、H+ SO42-、OHH2SO4 m(Cu)
CuSO4 H2SO4
V(H2) V(O2)
用惰性电极电解CuCl2 和CuSO4 的混合溶液，写出 的混合溶液， 用惰性电极电解 电极反应方程式。 电极反应方程式。 用惰性电极电解 500mL 物质的量浓度均为1mol/L 的CuCl2和CuSO4的混合溶液。 (1)当阴极的质量增重8g时，阳极产生的气体体积 （标准状态，下同）为多少？ (2)当阴极的质量增重32g时，阳极产生的气体体积 为多少？ (3)当阴极和阳极产生的气体体积相等时，其气体体积 为多少？
电解Na 电解 2SO4溶液 电解水
pH ↑ pH ↓
Na2SO4浓度增大
思考：
比较用Pt电极电解H2SO4、Na2SO4溶液时， 反应速率的快慢。寻找影响电解速率的可能因素。
浓度、 浓度、水的电离平衡的移动
总结用惰性电极电解下列电解质的过程中，极区 溶液pH、溶液pH的变化规律
电解质 H2SO4 NaOH CuSO4 AgNO3 NaCl KBr CuCl2 阴极 阳极 电解总方程式 溶液pH
电解
实验1
电解CuCl2溶液
阴极：Cu2+ + 2e- ==Cu 阳极：2Cl- - 2e- ==Cl2
电解
CuCl2 ==== Cu + Cl2
分析： 分析：溶液中存在的离子
CuCl2 == Cu2+ + 2ClH2O H+ + OH离子的迁移 Cu2+、H+ —— 阴极 Cl-、OH- —— 阳极 离子的放电顺序： 阴极： Cu2+ > H+ 阳极： Cl- > OH-
用惰性电极电解CuCl2和CuSO4的混合溶液，写出 电极反应方程式. Cu2+、H+ SO42-、Cl-、OHCuCl2 CuSO4 CuSO4 H2SO4 H2SO4 m(Cu) V(O2) V(H2) V(Cl2)
实验4
用Pt电极电解加有石蕊的Na2SO4溶液
实验现象的观察 阴极： 溶液变蓝色 蓝 阳极： 溶液变红色 红 将两极区的溶液进行混合 显紫色 紫
阴极： 4H&# + 2H2O 反应实质：电解水 电解水 Cu电极的作用： 相当于惰性电极 Cu电极的优点： 减少能耗
电解过程的能量守恒原则 电能 = 化学能 + 热能 IUt = IR2t
H
Q(e-)
= It
Q Q n= = q × N A 1.6 × 10 —19 × 6.02 × 10 23
思考： 思考：
若以Fe作阳极，C作阴极，电解硫酸溶液，反应 的最终结果将如何？ 阴极： 2H+ + 2e- == H2 阳极：Fe - 2e- == Fe2+ 总方程式： Fe + 2H+
通电
=== Fe2+ + H2
与Fe直接在硫酸中发生置换反应相比， Fe直接在硫酸中发生置换反应相比， 直接在硫酸中发生置换反应相比 上述反应的是否具有实际的效果？ 上述反应的是否具有实际的效果？
法拉第常数
f = q×NA =96320
实验5-2 实验
用Cu作阳极、C作阴极，电解硫酸溶液
阴极： 2H+ + 2e- == H2 阳极：Cu - 2e- == Cu2+ 总方程式： Cu + 2H+ === Cu2+ + H2
通电
利用电解池可以使非自发 利用电解池可以使非自发进 非自发进 行的氧化还原反应得以实现。 行的氧化还原反应得以实现。
实验2
电解H2SO4溶液
离子的迁移 H+ —— 阴极 电极方程式 阴极： 4H+ +4e- == 2H2 2H +2e H2 阳极：4OH- - 4e- == O2 + 2H2O 4 离子的放电顺序： 阴极： H+ 阳极： OH- > SO42SO42-、OH- —— 阳极
实验3
电解NaOH溶液
↑ ↑ — — ↑ ↑ —
↓ ↓ ↓ ↓ — — —
2Cu2+ 4Ag+ 2Cl2Br-
2H2O == 2H2 + O2 2H2O == 2H2 + O2
+ 2H2O == 2Cu + O2 + 4H+
通电 通电 通电
通电
↓ ↓ ↑ ↑ —
+ 2H2O == 4Ag + O2 + 4H+
通电 通电
+ 2H2O == Cl2 + H2 + 2OH+ 2H2O == Br2 + H2 + 2OH+ 2Cl通电
—— 反应速率加快
思考： 思考：
反应Cu + 2H2O == Cu(OH)2 + H2↑是否可以进行？ 若能进行，试说明实现此反应所采取的一般条件， 并付诸实施。你预见Cu(OH)2沉淀将出现在U型管的 什么部位？
Cr是人体必需的微量元素之一。Cr3+能参与正常的 糖代谢过程，但是Cr(Ⅵ) 对人体却十分有害，是致癌物 质。水体中Cr(Ⅵ) 的含量不能大于0.5mgL-1。工业上为 了处理含Cr2O72-酸性废水，采用下列处理方法：往工业 废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解。经过一段 时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3生成。工业废水中铬的含量 已低于排放标准。请回答下列问题： ⑸电解过程中，产生沉淀的离子方程式为： ⑵写出Cr2O72- 变为Cr3+ 的离子方程式：___； ⑷加入NaCl的原因是：_____； ⑴电极反应方程式：阴极______、阳极______； ⑶说明在电解过程中，溶液的pH值发生的原因：__； ⑹能否在此废水处理过程中，改用石墨或铜作为 ____________________、____________________； 电极？_______。请简述原因：__________。 2H+ + 2e-2== 2- + 阴极反应将消耗H+，同时 – O + Cr Fe 7H 2+时 增加溶液的导电性 同时Cr3+2e将无法在反应产生相 阴极反应将消耗 14H+ == Fe3+ 72- ==3+- +2+ 2O ， Fe2++若用石墨电极或 Fe 2 ， - 在氧化 Cr 不能。若用石墨电极或Cu电极 + 3OH == Cr(OH) 电极， 在氧化Fe 不能。3OH-O7 H2 + 电极 3+ + Fe == Fe(OH) 3 也将消耗大量的H 也将消耗大量的 。 3、Cr O 2-还原为 3+ 应的还原剂，这样就不能使Cr 应的还原剂，这样就不能使 2 7 还原为Cr
离子的迁移 Na+、H+ —— 阴极 电极方程式 阴极： 4H+ +4e- == 2H2 阳极：4OH- - 4e- == O2 + 2H2O 离子的放电顺序： 阴极： Na+ > H+ 阳极： OHOH- —— 阳极