电解原理的应用
电解饱和食盐水(1)电极反响
阳极反响式:2Cl--2e-===Cl↑(氧化反响)
2
阴极反响式:2H++2e-===H↑(复原反响)
2
总反响方程式:
2NaCl+2HO=电==解==2NaOH+H↑+Cl↑
2 2 2
离子反响方程式:2Cl-+2HO=电==解==2OH-+H↑+Cl↑
2 2 2
应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2.电镀
右图为金属外表镀银的工作示意图,据此答复以下问题:
镀件作阴极,镀层金属银作阳极。
电解质溶液是AgNO溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
3
电极反响:
阳极:Ag-e-===Ag+;阴极:Ag++e-===Ag。
特点:阳极溶解,阴极沉积,电镀液的浓度不变。3.电解精炼铜
(1)电极材料:阳极为粗铜;阴极为纯铜。(2)电解质溶液:含Cu2+的盐溶液。
(3)电极反响:
阳极:Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+;阴极:Cu2++2e-===Cu。
电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
冶炼钠
2NaCl(熔融)=电==解==2Na+Cl↑
2
电极反响:
阳极:2Cl--2e-===Cl↑;阴极:2Na++2e-===2Na。
2
冶炼铝
2Al2O3(熔融)=电==解==4Al+3O2↑
电极反响:
阳极:6O2--12e-===3O↑;阴极:4Al3++12e-===4Al。
2
深度思考
1.(1)电解氯化钠溶液时,如何用简便的方法检验产物?
答案阳极产物Cl可以用淀粉-KI试纸检验,阴极产物H可以通过点燃检验,NaOH可
2 2
以用酚酞试剂检验。
(2)氯碱工业在生产过程中必需把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开,缘由是什么?
答案防止H和Cl混合爆炸,防止Cl与溶液中的NaOH反响。
2 2 2
2.电解精炼铜时,阳极泥是怎样形成的?
答案粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,金属活动性位于铜之前的金属杂质,如Zn、Fe、Ni等也会同时失去电子,但是它们的阳离子比铜离子难以复原,所以它们并不能在阴极析出,而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质,由于失去电子的力量比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解,所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥。
题组一电解原理的“常规”应用
利用如下图装置模拟电解原理在工业生产上的应用。以下说法正确的选项是
( )
氯碱工业中,X电极上反响式是4OH--4e-===2HO+O↑
2 2
电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变C.在铁片上镀铜时,Y是纯铜
D.制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁
答案D
解析氯碱工业中阳极是Cl-放电生成Cl2;电解精炼铜时阳极粗铜溶解,阴极Cu2+放电析出Cu,溶液中Cu2+浓度变小;铁片上镀铜时,阴极应当是铁片,阳极是纯铜。
使用氯化钠作原料可以得到多种产品。
(1)试验室用惰性电极电解100mL0.1mol·L-1NaCl溶液,假设阴阳两极均得到112mL气体(标准状况),则所得溶液的物质的量浓度是 (无视反响前后溶液体积的变化)。(2)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化
钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸取,制得有较强杀菌力量的消毒液,设计了如图的装置。对电源电极名称和消毒液的主要成分推断正确的选项是
(填字母序号)。
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
(3)试验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反响制得白色纯洁的Fe(OH)
2
沉淀。某同学利用上图
装置,只更换一个电极,通过电解法制取较纯洁的Fe(OH)沉淀,且较长时间不变色。该
2
同学换上的电解材料是 (用元素符号表示),总的反响式是 。
答案(1)0.1mol·L-1 (2)B
(3)Fe Fe+2HO=电==解==Fe(OH)↓+H↑
2 2 2
解析(1)n(H)=n(Cl)=0.005mol,参与反响的n(NaCl)=0.01mol,说明NaCl恰好电解
2 2
完毕,溶液变为NaOH溶液,n(NaOH)=n(NaCl)=0.01mol,c(NaOH)=0.1mol·L-1。
电解饱和氯化钠溶液的总反响:2NaCl+2HO=电==解==2NaOH+H