电解与电解池

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1、高三第一轮复习资料,电解与电解池,1电解：使_通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在_引起_的过程。 2电解池(电解槽)：把_转变为_的装置。 3电解池的组成和工作原理(电解CuCl2溶液) (1)、构成条件 有与 相连的 两个电极 . (或 ) 形成 。,电流,阴、阳两极,氧化还原反应,电能,化学能,一、电解原理,电源,电解质溶液,熔融盐,闭合回路,阳极,氧化,阴极,还原,2Cl-2e- =Cl2,Cu2+2e- =Cu,电流,氧化还原反应,正极,氧化,负极,还原反应,负极,阴极,阳极,S2,I,Cl,OH,Cu2,Pb2,Fe2,正极,阴极,阳极,【自我诊断】 1判断下列说法是否正确。 A电

2、解池的内电路中，阳离子向阴极移动。 ( ) B电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变。( ) C在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应。 ( ), ,2电解时电子通过电解质溶液吗？ 3电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？,电解质溶液通电电解时，在外电路中有电流(电子)通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了闭合电路。,一定有化学反应发生。因在电解池的两极发生了氧化还原反应，有电子转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。,1、氯碱工业,2H2O2e = H2 + 2OH,阴极 阳极,氧化,还原,二、电解原理的应用,(1)、概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取 、

3、 和 ，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为 。,NaOH,H2,Cl2,氯碱工业,(2)、电极反应：阳极：_，( 反应) 阴极：_；( 反应) (3)、总反应式：,2Cl2e = Cl2,2H2e = H2,2电镀铜或电解精炼铜 (1)两极材料：待镀金属或精铜作_，镀层金属或粗铜作_， (2)电解质溶液是 。 (3)电极反应：阳极： ， 阴极： 。 (4) 反应原理：阳极粗铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被 ，阴极Cu2被 ；其他Zn2、Fe2留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成 。,CuSO4溶液,阴极,阳极,Cu2e = Cu2 Cu22e = Cu,氧化

4、,还原,阳极泥,为什么粗铜通过电解精炼可以提纯？,4电镀 电镀时，镀件接电源 极，镀层金属接电源 极。溶液中必须含有一定浓度的 ，当通电时，阳极 。在阴极 。,3电解冶炼钠(电解熔融NaCl) (1)电极反应：阳极： ， 阴极： ；,(3) 应用： 冶炼Na、Mg、Al等活泼金属,2Na2e = 2Na,2Cl2e = Cl2,【注意】 活泼金属都用电解其熔融盐或氧化物制得。如Na、Mg、Al等： 2NaCl 2Na Cl2 (制Na) MgCl2 Mg Cl2 (制Mg) 2Al2O3 4Al 3O2 (制Al),负,正,镀层金属离子,逐渐溶解,析出镀层金属,【特点】 电镀液性质不变；阳极减

5、少质量阴极增加质量,【练习3】 判断下列说法是否正确。 A铁表面镀锌，铁作阳极。 ( ) B工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl2e= Cl2 ( ) C电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。 ( ), ,【练习4】 如图有关电化学的装置完 全正确的是,D,三、电极产物的判断与电极反应式的书写,1、电极名称级溶液中离子的移动方向 原电池的两极由其材料的相对活泼性决定，称为正、负极。电解池的两极由外接电源决定，称为阴、阳极。两极上发生的反应类型为：,【注意】 无论是原电池还是电解池，阳离子总是向阴极(发生还原反应的电极)移动，阴离子总是向阳极(发生还原反应的电极)移动。,(2)、阴极产物的判

6、断 阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应。电极本身不参加反应，直接根据电解质溶液中阳离子的氧化性强弱(得电子)顺序进行判断，其放电顺序： AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3 【注意】 金属活动顺序表中Al及前面的金属离子在溶液中不放电。,2电解时电极产物的判断 (1)、阳极产物的判断 阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。首先看电极，若是活性电极(金属活动性顺序中Ag及以前)，则阳极本身失电子，电极被溶解，电解质溶液中的阴离子不参加电极反应失电子；若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中阴离子的失电子能力还原性强弱，此时根据阴离子失电子顺序加以判断。阴离子失电

7、子顺序为： S2IBrClOH含氧酸根( SO42、NO3等)F,3、电极反应式的书写 (1)、首先分析电解质溶液的组成，找全并分为阴、阳两组。 (2)、然后分别对阴阳离子排出放电顺序，写出两极的电极反应式。在书写时要遵循原子守恒和电荷守恒。 (3)、最后按得失电子守恒合并两极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 【注意】 书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成“分子式”形式。如当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是H或OH放电，但在书写总反应式时要将反应物中的H或OH均换成水，在生成物中出现的是碱或酸。 要确保两

8、极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。 电解水溶液时，应注意放电顺序中H、OH之后的离子一般不参与放电反应。,A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成,A,【析解】 由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中氢。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1mol电子转移时，有0.05 molCu2O生成。,【析解】 由题意可知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b放出的是无色无味的气体，可淘汰D

9、。,【练习6】 如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是,A,四电解的类型（惰性电极）与计算,(1).用惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入从电解液中析出的阴极产物与阳极产物的化合物。 (2).电解过程中溶液酸碱性变化规律： 有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性， 有氢有氧增原性，无氢无氧减原性。 (3). 三池判断： 先查有无外接电源，若无可能是原电池，然后按形成条件“三看”：一看电极两极为活泼性不同的导体；二看溶液两极插入电解质溶液中；三看回路形成闭合回路还是两极

10、接触。若有外接电源，两极插入电解质溶液，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余为电解池。,2与电解有关的计算 (1). 根据电子守恒计算： 用于串联电路、阴阳两极产物。相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 (2). 根据总反应式计算： 凡是总反应式中反映出的物质的量关系可以列比例式计算。 (3). 根据关系计算： 由得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。常见的计算关系： 物质： H2O2Cl2CuAgH+OH e n(mol) 2 1 2 2 4 4 4 4,【练习7】 如图，甲烧杯中盛有100mL 0.

11、50mol/L AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL 0.25mol/L CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如点解一段时间后，发现A极比C极重1.9g，则： (1)、电源E为 极，F为 极。 (2)、A极的电极反应式为 ，析出物质 mol。 (3)、B极的电极反应式为 ，析出气体 mL(标况) (4)、C极的电极反应式为 ，析出物质 mol。 (5)、D极的电极反应式为 ，析出气体 mL(标况) (6)、甲烧杯中滴入石蕊试液， 极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到 溶液。,负 正 4Ag + 4e = 4Ag 0.025 4OH 4e = 2H2O+O2 140

12、Cu2+ + 2e = Cu 0.0125 2Cl 2e = Cl2 280 B HNO3,【练习8】 两个惰性电极插入500mL AgNO3溶液中通电电解。当电解液的PH从6.0变为3.0时，(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为 A 27mg B 54mg C 106mg D 216mg,B,【析解】 首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应： 阳极： 4OH 4e = O2 + 2H2O 阴极： Ag+ + e = Ag,m(Ag) = 5104mol108g/mol = 0.054g,由电解的总反应式可知，电解过程中生成的H+：

13、 n(H+) = n(HNO3) = n(Ag)= (103mol/L106mol/L)0.5L = 5104mol,【练习9】 电解原理在化学工业中有广泛的应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)、若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时， 同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 电解池中X极上的电极反应式为 ， 在X极附近观察到的现象是 。 Y电极上的电极反应式为 ， 检验该电极反应产物的方法是 。 (2)、如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： X电极的材料是 ，电极反应式为 。 Y电极的材料是 ，电极反应式为 。 (说明：杂质发生的电极反应不必写出),2H+ + 2e = H2 有气泡产生，溶液变红 2Cl 2e = Cl2 把湿润KI淀粉试纸放在Y极附近，试纸变蓝 纯铜 Cu2+ + 2e = Cu 粗铜