电解池原理复习(上课用)
高二化学下册《电解池》知识点总结
高二化学下册《电解池》知识点总结高二化学下册《电解池》知识点总结
电解池:把电能转化为化学能的装置。
(1)电解池的构成条件
①外加直流电源;
②与电源相连的两个电极;
③电解质溶液或熔化的电解质。
(2)电极名称和电极材料
①电极名称
阳极:接电源正极的为阳极,发生___ 氧化_____反应;
阴极:接电源负极的为阴极,发生____还原____反应。
②电极材料
惰性电极:C、Pt、Au等,仅导电,不参与反应;
活性电极:Fe、Cu、Ag等,既可以导电,又可以参与电极反应。
离子放电顺序
(1)阳极:
①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。
②惰性材料作电极(Pt、Au、石墨等)时:
溶液中阴离子的放电顺序(由易到难)是:
S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。
(2)阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上的放电顺序是:
Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+。
电解池总复习
教学目标知识点:电解池的工作原理、电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用考点:电解池阴、阳极的电极方程式和电解反应方程式的书写能力:能正确书写阴、阳极的电极方程式和电解反应方程式;能从题目中筛选有用的信息并对信息进行加工方法:讲练结合法,对比筛选法重点难点电解池的工作原理及在工业中的应用课堂教学内容知识盘点:一电解池基本概念1、电解、电解池的概念①电解:电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程。
②电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,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、反应类型。
(1)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)。
(2)反应类型:非自发的氧化还原反应。
3、电极名称、电极反应。
(1)电极名称:由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;(2)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(3)电极反应判断:阳极:发生氧化反应若为惰性电极,则电极本身不反应,溶液中的阴离子失去电子,阴离子放电顺序(还原性强弱顺序):S2―>I―>Br―>Cl―>OH―>含氧酸根>F-若为活性电极:则电极本身失去电子,发生氧化反应。
阴极:发生还原反应电极本身不反应,溶液中阳离子在阴极上获得电子,阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。
①当H+的浓度较小时,Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+②当H+的浓度较大时,Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+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、电解饱和食盐水(氯碱工业)⑴反应原理阳极(石墨):2Cl- - 2e-== Cl2↑A . ④>②>①>③B . ②>①>③>④C . ④>②>③>①D . ③>②>④>①2.金属镍有广泛的用途。
高三复习化学电解池的知识点
高三复习化学电解池的知识点化学是一门既有理论又有实践的学科,其中电解池是化学中一个重要的概念。
电解池是通过电解来实现一种物质转化的装置,它由两个半电池组成,即阳极和阴极。
当外加电压大于电解质溶液中金属离子的电极电位时,金属离子会在电解质溶液中发生氧化还原反应,从而完成金属的电解过程。
电解池的核心理论是两个离子之间的电荷转移。
在电解过程中,正极(阳极)上的金属离子进行氧化反应,释放出自身的电荷,并向外界流动。
而负极(阴极)上的金属离子则进行还原反应,吸收自身所缺少的电荷,并从外界吸收电荷。
这样,通过正负电荷的转移,电解质溶液中的金属离子逐渐消耗,进而发生金属离子电解的过程。
在电解池中,阳极和阴极的材料选择非常重要。
通常情况下,阳极选用能够稳定氧化的材料,如铂、铱等。
而阴极则选用能够稳定还原的材料,如铜、银等。
这样可以保证电解过程中的电荷传递效率,从而使金属离子能够顺利地进行氧化还原反应。
在电解池中,电流的方向也是十分重要的。
根据电流的方向,可以分为两种类型的电解池,即电解池和电解池。
在电解池中,电流从外界流向电解质溶液,而在电解池中,则是从电解质溶液流向外界。
这两种电流方向的不同决定了电解池中金属离子的氧化还原方向,进而决定了电解过程中的具体反应。
此外,电解池中的离子浓度也是影响电解过程的重要因素之一。
当电解质溶液中金属离子的浓度较高时,电解过程会更加迅速。
而当浓度较低时,则会减缓电解反应的速度。
因此,控制电解质溶液中金属离子的浓度,是进行电解过程的关键之一。
化学电解池的知识点也在生活中有着广泛的应用。
例如,电镀、电解制氯、电解水等过程都是基于电解池的原理来进行的。
电镀是一种利用电解池中阳极和阴极的原理,在金属表面上形成一层致密的金属薄膜的过程。
电解制氯是一种通过电解分解盐水,得到氯气和氢气的过程。
而电解水则是一种分解水分子,生成氢气和氧气的过程。
综上所述,高三复习化学电解池的知识点需要注意电解池的概念、电荷转移、金属材料的选择、电流方向、离子浓度等方面。
第三节 电解池原理(讲课)
二、考纲说明 1、了解电解池的工作原理,能写出 电极反应和总反应方程式。 2、理解电解原理的重要应用 3、能力层级:以接受、吸收、整合 化学信息的能力为主,试题难度中 等以上。 4、考查形式:数形结合、结合氧化 还原的知识、联系生产生活实际。
三、学情分析
知识角度:高二的学生已经在必修1中学习 了氧化还原反应和离子反应,在必修2和选 修4中学习了原电池相关知识,学习本节内 容并不陌生,难度不大。 能力角度:高二学生好奇心和求知欲都较强 ,对实验探究热情高,但抽象思维能力和探 究能力还不够成熟,需要老师适时的组织和 引导。 存在问题:学生在已有的原电池将化学能转 变成电能和现要学习的电解原理将电能转变 成化学能易发生混淆。
4)电极反应的书写: 阳极:2Cl-- 2e-= Cl2↑(氧化反应) 阴极:Cu2+ + 2e- = Cu(还原反应) 总反应式:CuCl2
电解
Cu + Cl2↑
5)阳极的说明:若阳极材料为惰性材料 (石墨、铂),则电极本身不参加电解反 应,其它材料要考虑参加电解反应。
4、离子的放电顺序:
1)阴离子放电(失电子)顺序: S2– >I– >Br– >Cl– > OH– > 含氧酸根离子>F-
高中化学选修四电解池知识点
第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2、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还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
反应条件:①连接直流电源②阴阳两极阴极:与电源负极相连;极:与电源正极相连。
③两极处于电解质溶液或熔融电解质中④两电极形成闭合回路4、电子流向:电源负极一电解池阴极一离子定向运动(电解质溶液)一电解池阳极一电源正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应失去电子;阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应得到电子。
7、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8、反应规律:阳极:活泼金属一电极失电子6“ Pt除外);惰性电极一溶液中阴离子失电子阴离子失电子能力:活泼金属(除Pt, Au)>S2->|->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-阳离子得电子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ (酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ (即金属活泼性顺序表的逆向)规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看条件。
9、四类电解型的电解规律(当阳极为惰性电极时)①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
电解质溶液复原一加适量水。
②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐),无氧酸pH变大,不活泼金属的无氧酸盐pH不变。
电解质溶液复原一加适量电解质。
③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。
化学第一轮复习电解池
阳极:氧化反应、溶液中 的阴离子失电子,或电极 金属失电子
阴极:还原反应,溶液中 的阳离子得电子
阳极:金属电极失电子
阴极:电镀液中的阳离子 得电子
(08全国Ⅰ卷)电解100mLc(H+)=0.30mol/L的下列溶液,
当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是( )
A.0.10mol/LAg+
B.H+>X3+>Cu2+
C.X3+>H+>Cu2+
D.Cu2+>H+>X3+
练习
1、(08全国Ⅱ卷)右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装 置,通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液,下列实验 现象正确的是(D )
A.逸出气体的体积:a电极的小于b电 极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸 出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
将电能转化成化学能 的装置
应用电解原理在某些金属表 面镀上一层其它金属的装置
①两电极接直流电源
②两电极插入电解质溶液 中 ③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极, 待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层 金属的离子
阳极:与电源正极相连 阴极:与电源负极相连
名称同电解,但有限制条件。 阳极:必须是镀层金属 阴极:镀件
电解质 增大 氯化铜
电解质 和水
增大
氯化氢
放O2 生酸型
阴极:电解质阳离子放电 阳极:H2O放O2生酸
CuSO4
电解质 减小 CuO或
和水
CuCO3
②当阳极为活性电极(银以前金属)时,阳极金属失电子
(完整版)电解池知识点
(完整版)电解池知识点电解池电解原理1.概念:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)⽽在阴,阳两极引起的氧化还原反应的过程。
2.电解池:(1)装置特点:转化为能。
(2)形成条件:○1与电源相连的两个电极;○2电解质溶液(或熔化的电解质);○3或形成闭合回路(3)电极名称:○1阳极:连电源极,失电⼦发⽣反应。
○2阴极:连电源极,得电⼦发⽣反应。
(4)电解结果:在两极上有新物质⽣成。
3. 书写第⼀步:确定电极的材料及阴阳极;第⼆步:根据电极材料和溶液介质情况分析判断电极反应;第三步:将电极反应相加得总反应式(注意有⽔被电解时的情况)。
4.电解规律(1).电极产物的判断因此,离⼦的氧化性越强,越容易在阴极得电⼦,⽽离⼦的还原能⼒越强,越容易在阳极失电⼦。
类型电析反应特点实例电解对象电解质浓度pH 复原电解质溶液电解⽔型阴极:2H++2e-= H2阳极:4OH--4e-==2H2O + O2NaOH ⽔H2SO4⽔Na2SO4⽔分解电解质型电解质电离出的阴阳离⼦分别在两级放电HCl 电解质CuCl2 电解质放H2⽣碱型阴:H2O放H2⽣成碱阳:电解质阴离⼦放电NaCl 电解质和⽔放O2⽣酸型阴:电解质阳离⼦放电阳: H2O放O2⽣成酸CuSO4电解质和⽔(3).电解后溶液pH的变化①由电解总⽅程式判断整体的变化②由电极反应式判断局部的变化,阴极:H+放电,pH增⼤;阳极:OH-放电,pH变⼩。
(4).电解后电解质溶液的复原到底加⼊何物质能够复原?例如电解CuSO4溶液,为什么要加CuO⽽不是Cu(OH)2?要从⼀个个的个例中总结出规律———加⼊适量阴阳两极产物的化合物。
总的来讲,就是既要考虑“质”⼜要考虑“量”。
这样,就不难理解电解CuSO4溶液,为什么要加CuO⽽不是Cu(OH)2了。
那就是“消耗什么加什么,消耗多少加多少”,加显然多加了氢。
(5)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5.电解池原理应⽤(1).铜的电解精炼粗铜中常含有Fe.Zn.Ni.Ag.Au等,通电时,作阳极,作阴极。
电解池知识点
电解池:一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、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还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式:CuCl2 =Cu+Cl2↑7、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:电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
解水型4e- == 2H2 ↑阳极:4e- = O2↑+ 2H2O 水增大水上述四种类型电解质分类:(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(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)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液M— ne — == M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne — == M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—通直流电后:阳极:2Na+ + 2e— == 2Na 阴极:2Cl—— 2e—== Cl2↑☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。
高考化学一轮复习专题课件:电解池 (共23张PPT)上课用
电极 方程式
电解 物质
总化学 方程式
含氧酸(如H2SO4) 阳极:_4_O_H__-_
强碱(如NaOH) -__4_e_-_=_=_=_O__2↑__
活泼金属的含 +__2_H_2_O__
H2O
氧酸盐(如
阴极:__4_H_+__ +__4_e_-_=_=_=_2_H__2↑_
KNO3、Na2SO4)
电解池及其应用
1. 了解电解池工作原理,及其在生产生活中的应用。 能写出简单的电极反应式和总反应方程式。
2. 理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的 危害、 防止金属腐蚀的措施。
高考对本节内容的考查,一是电解过程的分析, 多借助于图像考查电极上离子的放电顺序与产 物的判断,电极反应式的书写;二是注重原电池 与电解池相结合考查新型充电电池;三是考查新 情景下电解原理的实际应用,如氯碱工业,电解 精炼铜、电镀、电解除污,结合离子交换膜进行 电解;四是金属腐蚀的原因与防护措施。
通电
2NaCl+2H2O 2NaOH +H2↑+Cl2 ↑
Cl—
H+
Na+
Na+
OH—
探讨7:电解槽内插入阳离子交换膜,你知道
它的作用是什么吗?
NaOH 溶液
知识点二 电解原理的应用
应用2------粗铜的精炼
粗铜(含有Zn、Ni、Fe、Ag、Au杂质),如何得到 纯铜?画出简易的装置图并写出阴阳极的电极反应式。
试一试:写出工业上冶炼金属铝的电极反应?
阳极: 6O2- -12e- == 3O2↑ 阴极:4Al3+ + 12e- == 4Al 总反应:2Al2O3(熔融) 通电 4Al + 3O2 ↑
化学原电池和电解池知识点
化学原电池和电解池知识点
1.化学原电池的构成:化学原电池由两个电极(即阳极和阴极)以及
一个电解质溶液组成。
2.化学原电池的原理:化学原电池的工作原理基于氧化还原反应。
在
阳极处,氧化反应发生,导致电子从金属离子中脱离,形成电子流向阴极。
而在阴极处,还原反应发生,接受来自电子流的电子,并被还原物质接受。
3.化学原电池的电势差:化学原电池的电势差是反应物的化学能转化
为电能的度量。
它可以通过电动势计进行测量。
电动势是指单位正电荷在
电池终端之间移动时所产生的深度影响。
4.化学原电池的电极电势:电极电势是指测量单个电极与相同参考电
极(例如标准氢电极)之间的电势差。
它是一个反应物的电化学测量,并
用于计算整个电池的电动势。
电解池:
1.电解池的构成:电解池由两个电极(即阳极和阴极)以及一个电解
质溶液组成。
与化学原电池不同的是,电解池外加电源,以提供所需的电能。
2.电解池的原理:电流通过电解质溶液,引发氧化反应在阳极发生,
同时还原反应在阴极发生。
该过程被称为电解,其中物质被分解成更简单
的物质。
3.电解程度:电解程度是指溶液中电解质的一部分被氧化或还原的程度。
这取决于电流的强度和时间。
4.法拉第定律:法拉第定律是描述物质电解程度与通过电解质溶液的电荷数量之间的关系。
法拉第定律表明,当通过溶液的电荷数等于物质的摩尔数时,反应会停止。
电解池工作原理复习
阴极:
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应, 发生反应的是溶液中的阳离子。 阳离子在阴极上放电顺序是:
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+(H+水中)Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+(酸中)Cu2+Hg2+Ag+ 阳离子放电能力(得电子能力)逐渐增强
2、根据溶液中电解质的电离方程式,分析出阴阳离子。 3、根据阴阳离子放电顺序,找出放电离子。
直流电源
阳极 阳极 阴极 硫酸铜溶液 看电极现象
阴极
看电流方向 I : 电源负极 电源正极 电解池阴极; 电解池阳极
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 是附表中的( A ) a极板 b极板 X电极 Z溶液
A
阴极 阳极 B
锌
电解的应用
一、电解池的形成条件
1、直流电源 2、两个电极 3、电解质溶液或熔融电解质 阴极 4、形成闭合回路
阳极
在电解池中通过化学反应把( 电能)转化为( 化学能)
判断
• 分析下列装置,哪些是电解池—— 6、7
二、电解反应基本原理
(失 )电子,化合价( 升高 ),发生( 氧化 )反应
( 阴 )离子
CuCl2===Cu+Cl2↑
通电
分析电极反应的一般思路
• 1、观察电极是活性电极还是惰性电极
阳极: ①活性电极作阳极时:金属在阳极失电子被氧化
成阳离子进入溶液,阴离子不在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、石墨、)时:溶液中阴离子在电极上放电 放电顺序(由易到难)是:S2->I 含氧酸根离子)
高中化学第四章电化学基础重难点二电解池的工作原理含解析新人教版选修4
重难点二电解池的工作原理一、电解原理1.概念:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解.借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转变为化学能的装置,叫做电解池或电解槽.构成电解池(电解槽)的条件:(1)有外加直流电源.(2)有电解质溶液或熔融的离子化合物.(3)有两个电极(材料为金属或石墨,两极材料可相同或不同):阴极:与直流电源的负极直接相连的一极.阳极:与直流电源的正极直接相连的一极.(4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路.注意:电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定,与电极材料本身的性质无关.而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定.2.惰性电极和活性电极:在电解时,根据电极本身是否参与氧化还原反应,可把电极分为惰性电极和活性电极两类:①惰性电极(C、Pt等):只起导电作用,不参与反应;②活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中。
3.离子放电顺序①在阴极上.在阴极上发生的是得电子反应,因此,电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应,发生反应的是溶液中的阳离子,它们得电子的能力顺序为:说明:上列顺序中H+有两个位置:在酸溶液中,H+得电子能力在Cu2+与Pb2+之间;若在盐溶液中,则H+位于Zn2+与Ag+之间.②在阳极上.首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极,若为活性电极,则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中,即此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况;若为惰性电极,溶液中的阴离子失电子的能力顺序为:二、原电池和电解池比较:而形成电流.这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池.氧化还原反应的过程叫做电解.这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池.形成条件①自发的氧化还原反应;②两个活泼性不同的电极;③闭合回路;④电解质溶液①电源;②两个电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态);④闭合回路反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极.由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用①抗金属的电化腐蚀;②实用电池.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).【重难点指数】★★★【重难点考向一】电解原理【例1】关于如图电解池工作时的相关叙述正确的是( ) A.Fe电极作阳极,发生氧化反应B.Cl-向石墨极作定向运动C.石墨电极反应:Fe3++3e-═FeD.电解池发生总反应:2Cl-+2Fe3+═Cl2+2Fe2+【答案】A【重难点点睛】考查电解原理,判断电源的正、负极是关键,由电子转移方向可知石墨为阴极,铁为阳极,电解池工作时,阳极发生氧化反应,电极方程式为Fe-2e-═Fe2+,阴极发生还原反应,电极方程式为Fe3++e-═Fe2+,以此解答该题。
2总复习:电解池(一)—电解原理和规律
电解池(一)电解原理和规律电解池1.能量转化:将电能转变为化学能的装置。
电解:电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
电解是最强有力的氧化还原手段。
2.电解池的构造和阴阳极的判断(1)电解池的构造(2)阴阳极的判断3、放电顺序:阳极:看_____电子能力①金属材料作电极时:(根据金属活动性)金属失电子被氧化成阳离子进入溶液,阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:F- <含氧酸根< OH- <Cl- <Br-<I-< S2-阴极:看_____电子能力Na+ < Al3+ < Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ < Ag+放电的顺序取决于:离子的本性、离子浓度、电极材料Na+ < Al3+ < Fe2+ < H+ < Cu2+ < Fe3+ < Ag+F- <含氧酸根SO42-< OH- <Cl- <Br-<I-< S2-<金属说明:①阴阳离子在两极上放电顺序复杂,与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关,不应将放电顺序绝对化,以上仅是一般规律。
②电解过程中析出的物质的量(或析出物质的质量):在电解若干串联电解池中的溶液时,各阴极或阳极所通过的电量相等,析出物质的量取决于电路中通过的电量。
电解举例电极反应溶液变化溶液复原总结:1、阳极产物:____________________________________2、阴极产物:_____________________________________阴极:发生___________反应的电极。
与电源________相连的电极。
阳极:发生____________反应的电极。
与电源__________相连的电极。
放电:离子在电极失去或得到电子,发生__________反应的过程。
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D
B.铂片端作阴极,发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极,b点是正极
练习3、下图A为直流电源,B为浸透饱和氯化 钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽.接通 电路后发现B上的c点显红色.为实现铁上镀锌, 接通K后,使c、d两点短路.下列叙述正确的 是 ( ) BD A.a为直流电源的负极
e e
-
e
-
e
-
e
原电池
-
+
阳
阴 电解池
ⅠⅡΒιβλιοθήκη 2.电子、离子定向移动方向及反应
“电子由负极流向阴极,从阳极流回正极” 阳离子移向阴极,阴离子移向阳极
必发生 失电子 的 氧化反应
电解池
必发生 得电子 的 还原反应
3、电解池阴、阳极的判断
阴 阴 阳 阳
阴
阳
看电源 正极—阳极 负极—阴极
看两极产物 失e—氧化反应—阳极 得e—还原反应—阴极
2H 2O
电解
Cl
2
H 2 2 OH
.
• (c)电解前向溶液中滴加酚酞,通电后现象为: 阴极附近的溶液无色变为红色 ,两极极板上 • ___________ 都有气体产生,如何检验气体的种类? 阳极:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极 附近, 产生气体可以使湿润KI淀粉试 纸变蓝色.
•X Y • Pt Cu a
b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
练习2:(2007 上海)某学生设计了一个“黑笔 写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚 酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通 电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。 据此,下列叙述正确的是 ( ) A.铅笔端作阳极,发生还原反应
Cl-、H+、OH-,为什么只有Cu2+、Cl-得失电 子,而H+、OH-却不能或很难在两极上得失电 子呢?在阴、阳极上,离子的放电顺序又是怎 样的?
5.离子放电顺序及电解产物的判断
(1)阳极上(氧化反应
2Pt、Au除外) )
活泼金属作阳极>S >I >Br >Cl >OH >含氧酸根
(2)阴极上(还原反应) 无论是惰性电极还是金属电极都不参与电极反应, 发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电 顺序是: Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+ > H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
电解 电解
2Al2O3
(熔融)
电解
其中,Na3AlF6在电解时作熔剂,以降低Al2O3 的熔化所需要的温度
Na3AlF6
====
4Al+3O2↑,
问题讨论:
如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质量 不变?
设计成电解池 且铁作阴极
练习4.右图中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 板处有无色无臭气体放出, 符合这一情况的 ( A )
2Cl- - 2e-
Cl2
; .
H+ 容易得到电子被还原生成 H2
使H2O 电离向右移动,因此阴极 OH- 浓度增大 PH 。 增大 • 阴极方程式: 2H+ + 2eH2 。
• 总化学方程 式:
2 NaCl 2 H 2 O
电解
Cl
2
H 2 2 NaOH
;
• 总离子方程式:2 Cl
阴极——某铁制品 阳极——金属银 电镀液——含有硝酸银的溶液 阳极:Ag→ Ag+ +e阴极:Ag++e- → Ag 溶液中离子浓度不变
二、电解池原理的应用 (1)电镀
1、定义: 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄 层其它金属或是合金的过程。 2、目的: 使金属增强抗腐蚀的 能力,增加美观和表面硬度。 3、电镀材料的选择: 阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 4、电镀的特点:1)阳极本身参加电极反应 2)电解质溶液的浓度保持不变
B.c极发生的反应为2H++2e-=H2↑
C.f电极为锌板
D.e极发生氧化反应
小结
分析电解反应的一般思路:
明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阴阳离子放电顺序及阳极氧化、阴 极还原分析得出产物
问题讨论:
如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质量 不变?
设计成电解池 且铁作阴极
想一想?
如果要在某铁制品表面镀上一层银, 请你选择合适的电极材料和电镀液,并写 出电极反应方程式。
电解池原理
及其应用复习
判断
哪些是电解池—— 2、6、7
一电解池原理
1、电解池的形成条件
1、直流电源 阳极 阴极 2、两个电极 3、电解质溶液或熔融电解质 4、形成闭合回路
在电解池中通过化学反应把电能转化为化学能
例
指出下列装置的名称、电极名称,写出电极反应 式,一段时间后电解质溶液中两极附近离子有何 变化?并表示出电子、离子移动方向。
-
-
-
上述顺序基本上是金属活动性顺序,越活泼的 金属,其阳离子越难得到电子,但Fe3+氧化性较 Cu2+强。
思考:
写出下列装置的两极产物
Cu
Cu
C
C
氯化铜溶液
氯化铜溶液
阴极:Cu 阳极:Cl2
阴极:Cu
阳极:Cu2+
练 习1.下图所示装置中,a、b都是惰性电极, 通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。下列说 法正确的是 ( AC ) A.X是正极,Y是负极 B.X是负极,Y是正极 C.CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D.CuSO4溶液的PH值不变
看电子、离子方向 e:负到阴;阳到正 离子:阳离子到阴极, 阴离子到阳极
4、指出该装置中电解池的阴阳极, 写出电极反应式及总反应的化学方 程式。 阳极:2Cl-- 2e-→ Cl2 ↑ 阴极:Cu 2++ 2eCu
总反应:CuCl2
电解
Cl2 ↑+ Cu
思考:在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、
电解质溶液硫酸铜的浓度略有减小。
•
(3)氯碱工业
通电后,在电场的作用下, Na+、H+ 向阴极移动, Cl-、OH-向阳极移动。 在阳极,由于 阳极方程式: (b)在阴极,由于
Cl-
• (a)在NaCl溶液中,NaCl电离出Na+、Cl,H2O电离出H+、OH- 。
容易失去电子,被氧化生成
Cl2 。
(2)铜的电解精炼
阳极: Cu
→
Cu2++2e-
杂质比铜活泼的Zn、Ni、Fe等:
Zn
→ Zn2+ +2e-
Ni-2e-= Ni2+ Fe → Fe2+ +2e-
活泼性在铜之后的银、金等: 还原性比铜差的,不能失去电子,它们以单质的形式 留在溶液中,成为阳极泥。 阴极: Cu2++ 2e- → Cu
(a)避免Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯, 反应方程式: Cl2 +2 NaOH =NaCl + NaClO + H2O . (b)避免生成物H2和Cl2混合, 因为: 混合遇火或遇强光爆炸 .
解决方法:使用离子交换膜
(4).电解法冶炼金属:
对于活泼的金属单质,如:锂、钠、钙、镁、铝等 等,由于难有还原剂从它们的化合物中还原出来,采 用电解法几乎是得到它们的唯一方法。 NaCl(熔融)==2Na+Cl2↑ MgCl2 (熔融)==Mg+Cl2 ↑