电解池知识点.doc

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1、1. 电解第三节 电解池9(1) 定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程。在此过程中，电能转化为化学能。(2) 特点：电解是不行逆的；电解质导电确定发生化学变化。2. 电解池(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。(2)电解池的构成条件有与电源相连的两个电极。两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。形成闭合回路。(3) 电极名称及电极反响式以用惰性电极电解 CuCl2 溶液为例：电解2总反响方程式：CuCl2=CuCl 。(4) 电解池中电子和离子的移动方向电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电

2、解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3. 电解产物的推断及有关反响式的书写(1) 首先推断阴、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(勿忘水溶液中的 H和 OH)。(3)排出阴、阳两极的放电挨次4. 电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程规律总结：电解反响离子方程式书写： 稀溶液中离子放电挨次：阳离子放电挨次Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+指酸电离的)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H2OAl3+Mg2+Na+Ca2+K+阴离子的放电挨次是惰性电极时：活性金属S2-SO 2-I-Br-Cl-OH-H ONO -SO

3、 2-(等含氧酸根离子)F-3234是活性电极时：电极本身溶解放电留意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，假设阳极材料为活性电极Fe、Cu)等金属，则阳极 反响为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；假设为惰性材料，则依据阴阳离子的放电挨次，依据阳氧阴 还的规律来书写电极反响式。电解规律（1） 电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐(1)电解水型电解电解质溶液复电解质(水溶液)电极方程式总化学方程式溶液 pH物质浓度原含氧酸(如H2SO4)强碱(如 NaOH)阳极：4OH4e减小=O 2H O22H O2H O=电=解=增大2增大加 H2O加 H2O活泼金属的含氧酸阴极：4H4e2O 2H

4、 22不变加 H O盐(如 KNO 、Na SO )2324=2H 2电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度确定增大吗？举例说明。答案 不愿定，如用惰性电极电解饱和 Na2SO4 溶液，一段时间后会析出 Na2SO410 H2O 晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。电解电解质 溶液溶液复电解质(水溶液)电极方程式总化学方程式物质浓度pH原无氧酸(如 HCl)，除阳极：2Cl2e=Cl 22HCl=电=解=H 通入 HCl酸2增大HF 外阴极：2H2e=H 2Cl2气体不活泼金属的无氧减小阳极：2Cl2e=Cl 酸盐(如 CuCl )，除2CuCl =电=解=Cu加 CuCl

5、2盐22阴极：Cu22e=Cu固体氟化物外Cl 2（2） 电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐氟化物除外要使电解后的 NaCl 溶液复原，滴加盐酸可以吗？2答案 不行以，电解 NaCl 溶液时析出的是等物质的量的 Cl2 和 H ，所以应通入氯化氢气体，参与盐酸会引入过多的水。（3） 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐电解电解质 溶液电解质(水溶液)电极方程式总化学方程式溶液复原物质浓度pH活泼金属的无氧阳极：2Cl2e=Cl 2水和2Cl2H O=电=解=2生成通入 HCl增大酸盐(如 NaCl)阴极：2H2e=H 2盐Cl H 2OH电解质气体22要使电解后的 NaCl 溶液复原，滴加盐

6、酸可以吗？2答案 不行以，电解 NaCl 溶液时析出的是等物质的量的 Cl2 和 H ，所以应通入氯化氢气体，参与盐酸会引入过多的水。电解质电解电解质 溶液电极方程式总化学方程式溶液复原(水溶液)物质浓度pH阳 极 ： 4OH 4e 不活泼金属=2H2OO2水和2Cu2O=2Cu电解生成加 CuO 或的含氧酸盐2H2减小阴极：盐电解质(如 CuSO )O 4H2CuCO342Cu24e=2Cu（4） 放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐电解过程中放 H2 生碱型和放 O2 生酸型的实质是什么？在放 H2 生碱型的电解中，假设滴入酚酞试液，哪一极四周溶液变红？答案 放H2 生碱型实质是水电离出的H在

7、阴极上放电，破坏了阴极四周水的电离平衡，使OH浓度增大，假设滴入酚酞试液，阴极四周溶液变红；放 O2 生酸型的实质是水电离出的 OH在阳极上放电，破坏了阳极四周水的电离平衡，使H浓度增大。要使电解后的 CuSO4 溶液复原，参与 Cu(OH)2 固体可以吗？答案 应具体状况具体分析，假设通电一段时间，CuSO4 未电解完(即 Cu2未全部放电)，使溶液复原应参与CuO，而参与 Cu(OH)2 会使溶液的浓度减小；假设 Cu2全部放电，又连续通电一段时间(此时电解水)，要使溶液复原应参与Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3，假设只参与 CuO，此时浓度偏大。假设用惰性电极电解 CuSO4

8、溶液一段时间后，需参与98 g Cu(OH)2 固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？答案 4NA解析 方法一：98 g Cu(OH)2 的物质的量为 1 mol，相当于电解了1 mol 的 CuSO4 后，又电解了1 mol 的水，所以转移的电子数为 2NA2NA4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2 的 O2失电子数相等，共 4NA。(5)通过以上分析，电解质溶液复原应遵循什么原则？答案 电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。2. 依据金属活动挨次表，Cu 和稀H

9、2SO4 不反响，怎样依据电化学的原理实现Cu 和稀H2SO4 反响产生H2?答案 Cu 作阳极，C 作阴极，稀 H2SO4 作电解质溶液，通入直流电就可以实现该反响。电解反响式为阳极：Cu2电解22e=Cu2，阴极：2H2e=H 。总反响式：Cu2H=Cu2H 。易错警示电解池中方程式书写四个常见失分点的躲避(1) 书写电解池中电极反响式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反响方程式时，弱电解质要写成分子 式。(2) 阴极不管是什么材料，电极本身都不反响，确定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。(3) 要确保两极电子转移数目一样，且注明条件“电解”。(4) 电解水溶液时，应留意放电挨次

10、中 H、OH之后的离子一般不参与放电。即不行能用电解水溶液的方法得到 K、Ca、Na、Mg、Al 等金属。1. 氯碱工业电解饱和食盐水电解原理的应用2(1) 概念：用电解饱和 NaCl 溶液的方法来制取 NaOH、H2 和 Cl ，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业， 称为氯碱工业。(2) 电极反响22阳极：2Cl2e=Cl (反响类型：氧化反响)， 阴极：2H2e=H (反响类型：复原反响)，通电总反响方程式：2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl2，通电离子方程式：2Cl2H2O=2OHH2Cl2。(3) 阳离子交换膜的作用：阳离子交换膜只允许 Na通过，阻挡 Cl2、H2、OH通过，

11、这样既能防止阴极产生的H2 和阳极产生的 Cl2 相混合而引起爆炸，又能避开Cl2 和 NaOH 溶液作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量。(4) 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 Cl2 可以用潮湿的淀粉KI 试纸检验，阴极产物 H2 可以通过点燃检验，NaOH 可以用酚酞溶液检验。2. 电镀和电解精炼铜电镀电解精炼铜电镀是应用电解原理在某些金属外表镀概念运用电解的方法将粗铜提炼为纯铜上一薄层其他金属或合金的方法使金属增加抗腐蚀力气、增大外表硬度主要目的将粗铜提炼为纯铜等示意图电解精炼铜时，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，

12、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，由于失去电子的力气比铜 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，银、金以金属单质 的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。3. 冶炼金属(1) 原理：利用电解原理使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中复原出来。2(2) 适用范围：制取活泼金属单质，如电解NaCl、MgCl 、Al2O3制取 Na、Mg、Al，化学方程式分

13、别为：电解电解电解2NaCl(熔融)=2Na Cl ，MgCl (熔融)=Mg Cl ，2Al O(熔融)= 4Al3O 。2222 3冰晶石2易错警示电解原理应用中的留意要点(1) 电解或电镀时，电极质量削减的电极必为金属电极阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的 金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。(2) 电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。精炼铜时由于阳极发生多个反响，阴极增重质量不等于阳极削减的质量，并且溶液中c(Cu2)减小。与电化学有关的定量计算1. 计算类型原电池和电解池的计算主要包括以下几个方面：(1)依

14、据直流电源供给的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)； (2)溶液 pH 的计算；(3)相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算； (4)产物的量与电荷量关系的计算。2. 解题方法(1)依据总反响式计算先写出电极反响式，再写出总反响式，最终依据总反响式列出比例式计算。(2)依据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、一样电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)依据关系式计算据得失电子守恒关系建立量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。串联电路中各电极得失电子数 相等，即电路中通过的电量(电子总数)相等。如以通过 4 mo

15、l e为桥梁可构建如下关系式：该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反响式，机敏运用关系式便能快速解答常见的电化学计 算问题。易错警示在电化学计算中，还常利用Q It和 Q n(e)N A 1.601019 C 来计算电路中通过的电量。金属的腐蚀与防护1. 金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反响。2. 金属腐蚀的类型(1) 化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2) 析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进

16、展分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性负极Fe2e=Fe2电极反响正极2H2e=H 2O 2H O4e=4OH22总反响式Fe2H=Fe2H 22FeO 2H O=2Fe(OH)222联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH) O2HO=4Fe(OH) ，2Fe(OH)=Fe OxHO(铁锈)(3x)H O。3. 金属的防护(1)电化学防护222332322牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属； b正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备； b阳极：惰性金属。(2) 转变金属的内部构造，如制成合金、不锈钢等。(3) 加防护层，如在金属外表喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或外表钝化等方法。