10
电解池专题复习
本节重点:
通过电能转变为化学能的探究活动,了解电解池工作原理,能正确书写电解池的阴、阳极的电极反响式及电解反响方程式。
知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。生疏电能转化为化学能的实际意义。一、电解池根本概念
1、电解、电解池的概念
①电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化复原反响(被动的不是自发的)的过程叫电解。
②电解池的概念
借助电流引起氧化复原反响的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
2、电解池的形成条件、反响类型。
电解池的形成条件:
①电源; ②电极〔惰性或非惰性〕; ③电解质〔水溶液或熔化态〕。
反响类型:非自发的氧化复原反响。
3、电极名称、电极反响。
、电极名称:由外电源打算:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;
、电极的种类(依材料分) 惰性电极:Pt、Au、石墨等
活性电极:除Pt、Au、石墨外
、电极反响:
阳极:假设为惰性电极,则电极本身不反响,溶液中的阴离子失去电子,发生氧化反响阴离子放电挨次(复原性强弱挨次):S2―>I―>Br―>Cl―>OH―>含氧酸根>F-
假设为活性电极:则电极本身失去电子,发生氧化反响。
阴极:电极本身不反响,溶液中阳离子在阴极上获得电子,发生复原反响。.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。
阳离子得电子挨次—金属活动挨次表的反表:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+〔阳离子放电挨次与浓度有关,并不确定〕
4、电子流向:电源负极→沿导线→阴极→电解溶液中离子的移动→阳极→沿导线→电源正极二、电解原理应用:
①电解食盐水〔氯碱工业〕;②电镀〔镀铜〕;③电冶〔冶炼
Na、Mg、Al〕;④精炼〔精铜〕。1、电解饱和食盐水〔氯碱工业〕
⑴反响原理
阳极〔石墨〕:2Cl--2e-== Cl↑
2
阴极〔铁〕:2H++2e-==H↑
2
图1
总反响:2NaCl+2H
电解
O====H
↑+Cl
↑+2NaOH
2 2 2
⑵设备〔阳离子交换膜电解槽〕
①组成:阳极—Ti、阴极—Fe
②阳离子交换膜的作用:它只允许阳离子通过而阻挡阴离子和气体通过。
①食盐水的精制:粗盐〔含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等〕→参加NaOH溶液→参加BaCl溶液
2
→参加NaCO
溶液→过滤→参加盐酸
2 3
②电解生产主要过程:NaCl从阳极区参加,H
O从阴极区参加。阴极H+放电,破坏了水的电
2
离平衡,使OH-浓度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。
2、电镀:用电解的方法在金属外表镀上一层金属或合金的过程。
⑴镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必需含有镀层金属的离子。电镀锌原理:阳极Zn-2eˉ=Zn2+
阴极Zn2++2eˉ=Zn
⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。⑶在电镀掌握的条件下,水电离出来的H+和OHˉ一般不起反响。
3、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。
4、电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu2+。铜前金属先反响但不析出,铜后金属不反响,形成“阳极泥”。
阳极: 阴极
5.电镀铜、精炼铜比较
电镀铜 精炼铜
形成条件镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必需含有镀层金属的离子
阳极Cu-2e-=Cu2+
电极反响
阴极Cu2++2e-=Cu
溶液变化电镀液的浓度不变电解、电离和电镀的区分
粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解液
阳极:Zn-2e-=Zn2+
Cu-2e-=Cu2+等阴极:Cu2++2e-=Cu
溶液中溶质浓度减小
电解
条件 受直流电作用
阴阳离子定向移动,在
实质
电离
受热或水分子作用阴阳离子自由移动,无明
电镀
受直流电作用
用电解的方法在金属外表
两极发生氧化复原反响显的化学变化
镀上一层金属或合金
阳极Cu-2e-=Cu2+
实例 CuCl
=电=解==Cu+Cl
CuCl
==Cu2++2Clˉ
2 2 2
阴极Cu2++2e-=Cu
关系 先电离后电解,电镀是电解的应用
【例1】如下图各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的挨次是〔 〕
A.④>②>①>③ B.②>①>③>④
C.④>②>③>① D.③>②>④>① 答案A
【例2】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,以下表达正确的选项是〔 〕〔:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+〕
A.阳极发生复原反响,