电解的原理
电解的原理
电解的原理电解是一种通过电流使电解质发生化学变化的过程。
在电解过程中,电解质溶液或熔融状态下的电解质被电流通过,发生氧化还原反应,从而在阳极和阴极上析出相应的物质。
电解是一种重要的化学反应过程,广泛应用于电化学、冶金、化工等领域。
电解的基本原理是电解质在电场作用下发生离子迁移,从而在电极上发生氧化还原反应。
在电解过程中,电解质溶液中的正离子向阴极迁移,而负离子向阳极迁移。
当正离子到达阴极时,它们接受电子并发生还原反应;而当负离子到达阳极时,它们失去电子并发生氧化反应。
这样,电解质溶液中的物质就被分解成了对应的元素或化合物。
电解的原理可以用化学方程式来表示。
以氯化钠为例,当氯化钠溶液被电解时,会发生如下的化学反应:在阴极上,2H2O + 2e→ H2 + 2OH-。
在阳极上,2Cl→ Cl2 + 2e-。
综合反应,2H2O + 2Cl→ H2 + Cl2 + 2OH-。
从上述化学反应可以看出,电解过程中氯化钠分解为氢气、氯气和氢氧根离子。
这个过程就是电解的基本原理所在,通过电流使电解质分解成相应的物质。
电解的原理也可以通过离子迁移和电极反应来解释。
在电解质溶液中,正离子向阴极迁移的同时,阴离子向阳极迁移。
在电极上,正离子接受电子发生还原反应,而负离子失去电子发生氧化反应。
这样,电解质溶液中的化学物质就被分解成了相应的物质。
电解的原理对于许多工业过程具有重要意义。
例如,电解可以用于生产金属、制取氯气、生产氢氧化钠等。
在电化学领域,电解也被广泛应用于电池、电解池等设备中。
此外,电解还可以用于废水处理、废气处理等环境保护领域。
总之,电解是一种重要的化学反应过程,其原理是通过电流使电解质发生化学变化。
电解的原理可以通过化学方程式、离子迁移和电极反应来解释。
电解的原理在工业生产、电化学、环境保护等领域有着广泛的应用。
通过深入理解电解的原理,可以更好地应用电解技术,促进工业生产和科学研究的发展。
电解原理
7、(2007上海高考16题)
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 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
阳离子移向阴极放电,阴离子移向阳极放电
阳极:2Cl- -2e- →Cl2 ↑ 氧化反应 阴极:Cu2++2e- → Cu 还原反应 总式: CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑ (4)分析电解质溶液的变化情况: 氯化铜溶液浓度降低
用惰性(石墨)电极电解氯化钠溶液
阳极 石墨 氯 气 阴极 石墨 氢 气
9、(江苏)某同学按右图所示的装置进行电 解实验。下列说法正确的是( ) A.电解过程中,铜电 极上有H2产生 BC B.电解初期,主反应 方程式为:Cu+H2SO4 电解CuSO +H ↑ 4 2 C.电解一定时间后, 石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
10、(广东).三氧化二镍(Ni2O3)可用于 制造高能电池,其电解法制备过程如下:用 NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加放适量硫酸钠 后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条 件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。以 下说法正确的是( ) A 可用铁作阳极材料 B 电解过程中阳极附近溶液的pH升高 C 阳极反应方程式为:2Cl-→Cl2 ↑+2eD 1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路 中通过了1mol电子。
6、将两支惰性电极插入500mL CuSO4溶液中, 接通电源 (1)写出电极反应式: 4OH--4e-=2H2O+O2 阴极: 2Cu2++4e-=2Cu 阳极: (2)经一段时间后,两极均能得到11.2L气 体(标准状况),则原CuSO4溶液的物质的量 浓度是 1mol/L (3)若将经过(3)以后的溶液恢复原来的 浓度,需要向溶液中加入 0.5 mol的 CuO
电解反应的反应原理
电解反应的反应原理
1、电解: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。
2、电解池:把电能转变为化学能的装置,也叫电解槽。
(1)电极名称:
阳极:与电源正极相连的电极(或溶液中阴离子趋向的电极)
阴极:与电源负极相连的电极(或溶液中阳离子趋向的电极)(2)电极反应:
阳极:氧化反应
阴极:还原反应
3、电解过程
电解质电离产生的阴、阳离子在电流的作用下定向移动,阳离子在阴极得到电子,发生还原反应,阴离子在阳极失去电子,发生氧化反应,电子从电源负极沿导线流入阴极,从阳极流出,沿导线回到电源的正极,所以,电解质溶液的导电过程,就是该溶液的电解过程。
电解的实质:电解质溶于水后,在水分子的作用下,阴、阳离子脱离晶体表面,全部电离成能够自由移动的水合阴离子和水合阳离子。
原理是: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。
电解的基本原理
电解的基本原理电解是一种通过电流作用使电解质溶液中的离子发生氧化或还原的化学过程。
它是一种重要的化学反应方法,被广泛应用于电池、电镀、电解制氢等领域。
电解的基本原理是利用外加电势将电解质溶液中的离子分解成原子或离子。
在电解质溶液中,正离子被称为阳离子,负离子被称为阴离子。
当外加电势足够大时,电解质溶液中的阳离子会向阴极移动,阴离子会向阳极移动。
这是因为电势差产生的电场力驱使离子在溶液中运动。
在电解过程中,阳极是正极,阴极是负极。
当电解质溶液中的阳离子到达阴极时,它们会接受电子并发生还原反应,形成原子或分子。
而阴离子到达阳极时,会失去电子并发生氧化反应。
这些化学反应产生的电子流构成了电流,使得电解质溶液中的离子得以分解。
电解过程中,还有一个重要的现象是电解质溶液中的离子浓度的变化。
当离子发生氧化或还原反应时,它们会消耗或产生,导致电解质溶液中的离子浓度发生变化。
这种变化可以通过电流的测量来确定,从而了解电解过程中的化学反应情况。
电解的原理还涉及到电解质溶液中的电导性。
电导性是指电解质溶液对电流的导电能力。
电解质溶液中的离子越多,电导性就越强。
在电解过程中,电解质溶液中的离子分解成原子或离子,会增加电解质溶液的电导性。
通过测量电导性的变化,可以了解电解过程的进行情况。
电解过程中,电解质溶液中的阳离子和阴离子的化学反应是相互独立的。
它们的反应速率取决于离子的浓度、电流的大小和电解质溶液的性质。
在一些情况下,阳离子和阴离子的反应速率可能不同,导致电解质溶液中的离子不是完全分解。
这种情况下,电解过程会产生副反应,影响电解的效率。
电解作为一种化学反应方法,在工业生产和实验室研究中起着重要作用。
例如,电池就是利用电解原理将化学能转化为电能的装置。
电镀则是利用电解过程在金属表面形成保护层或改变外观的方法。
电解制氢则是利用电解将水分解成氢气和氧气的过程。
电解是一种通过电流作用使电解质溶液中的离子发生氧化或还原的化学过程。
电解的原理
电解的原理
电解,也称为电解分解,是一种有趣并可带来很多新奇体验的生活方式。
电解就是将化学物质在电场的作用下,以无机的和有机的产物的形式聚集到同一体系。
当一种物质被放入它的电解液中,经过电解反应,会产生降解物和氧化物。
电场就是一种特殊的电磁场,它是一种经过布置的电流,可以通过计算机引擎等装置进行调节,以产生希望自己设定的电动势及电动力。
电解液是一种混合体,由电解质,溶质,辅助物质和抗凝剂组成,因此它可以吸收电解质中的电荷,形成电解反应。
当原材料受到电解的作用时,它就会经历一系列的反应,产生多种不同的有机或无机物质,并同时形成氧化还原平衡,这种反应也称为分离反应。
借助电场,电解可以诱发一些不可能有自由基发生反应的化学物质,从而产生相对复杂的物质,使生活变得多姿多彩。
使用电解可以制作许多可以带给人们惊喜的新奇物品。
例如,可以通过电解制作饰品,锻造从来不锈螺旋,制作浓缩营养汁饮料,以及更多有创意的物品。
除此之外,电解还能够净化水、帮助作物发展等。
总之,电解已经在生活中发挥着独特的作用,能够丰富我们的生活实践和想象。
电解和原电池原理
电解和原电池原理
电解和原电池原理可以分别描述如下:
电解的原理:
电解是指通过电流在电解质溶液中产生化学反应的过程。
当电解质溶液被通电时,正极吸引阴离子,负极吸引阳离子,从而形成电解质的离子迁移。
随着离子在溶液中的运动,它们会在电极表面发生电化学反应,从而引发一系列化学变化。
例如,当盐水(即氯化钠溶液)被通电时,氯离子在阳极发生氧化反应,钠离子在阴极发生还原反应,从而产生氯气和金属钠。
原电池的原理:
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个电化学电池组成,每个电化学电池间通过连接器相连。
每个电化学电池包含一个阳极和一个阴极,在它们之间有一个电解质溶液或一个导电性固体。
当原电池不连接任何外部电路时,电化学反应在两个电池之间平衡进行,形成电势差。
然而,一旦外部电路连接上,电子将从阴极流到阳极,产生电流。
同时,在电化学电池中,化学物质会发生氧化还原反应,从而不断地产生电子以维持电流的稳定。
不同种类的原电池采用不同的电化学反应,如锌-铜原电池利用锌在阳极的氧化和铜离子在阴极的还原。
电解工作原理
电解工作原理电解工作原理电解是指在电解质溶液中,通过外加电压的作用下,将离子化合物分解成为原子或者分子的过程。
电解质溶液中的离子化合物在外加电压的作用下,会发生氧化还原反应,其中正极受到氧化作用,负极受到还原作用。
一、电解基础知识1.1 电解质电解质是指在水或其他溶剂中能够导电的物质。
根据导电性能可将其分为强电解质和弱电解质。
1.2 伏安定律伏安定律是描述了在恒定温度下,在两个金属极板之间通过一定浓度的溶液时,所测得的流过这个体系的直流(DC)与所加施于体系上的直流(DC)之间关系。
1.3 法拉第定律法拉第定律是指在相同温度和浓度下,在两个金属极板之间通过一定浓度的溶液时,所测得的流过这个体系的直流(DC)与时间之间关系。
二、电解反应机理2.1 金属阴极反应机理金属阴极反应机理是指在电解质溶液中,金属阴极受到还原作用,金离子被还原成为金属。
例如,在含有铜离子的铜盐溶液中,当外加电压时,铜离子被还原成为固态铜。
2.2 氧化性阳极反应机理氧化性阳极反应机理是指在电解质溶液中,氧化性阳极受到氧化作用,形成阳极产物。
例如,在含有硫酸的溶液中,当外加电压时,水分子被氧化成为氧气和氢离子。
2.3 还原性阳极反应机理还原性阳极反应机理是指在电解质溶液中,还原性阳极受到还原作用,形成阴极产物。
例如,在含有钠离子的钠盐溶液中,当外加电压时,钠离子被还原成为固态钠。
三、电解实验步骤3.1 实验仪器准备实验所需仪器包括:直流电源、导线、两个金属板(一个阴极和一个阳极)、容器(可以装下浓缩的电解质溶液)。
3.2 实验步骤(1)将电解质溶液倒入容器中,放置两个金属板。
(2)将直流电源连接到两个金属板上。
(3)调整电压,使其适合于所用的电解质。
(4)观察金属板上的反应,记录下来。
四、应用领域电解技术广泛应用于化工、冶金、环保等领域。
例如:4.1 电镀电镀是指在金属表面上沉积一层金属或其他材料的过程。
通过控制电流密度和时间,可以在表面形成均匀且具有良好性能的薄膜。
电解法原理
电解法原理
电解法是一种利用电解现象进行化学反应的方法。
它的基本原理是通过在电解质溶液中加入电流,使离子在电场的作用下迁移,从而引发溶液中的化学转化。
在电解法中,通常使用电解槽作为反应容器。
电解槽中分为阳极和阴极两部分,分别连接正极和负极电源。
电解质溶液则被倒入电解槽中,成为电解质介质。
当电源加入后,通过电解质溶液中的正、负极性离子迁移,发生一系列的化学反应。
在阳极处,通常发生氧化反应,阳离子失去电子成为原子或分子。
而在阴极处,通常发生还原反应,阴离子获得电子生成原子或分子。
这些化学反应导致溶液中物质的离子浓度发生改变,从而实现化学转化。
通过调控电流强度、反应时间和电极材料等参数,可以精确控制反应过程的速率和产物的选择性。
电解法在许多领域都有广泛的应用,例如金属电镀、电解制氢、污水处理和电解细胞等。
通过电解法,可以高效地实现溶液中物质的分解、合成和纯化过程,具有很高的工业价值和环境效益。
电解原理
一、电解原理1.电解: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2.电解池的组成:⑴阳极——与电源正极相连阴极——与电源负极相连⑵形成条件:①直流电源②两个电极③电解质溶液(或熔化的电解质)④形成闭合回路3.电解反应类型⑴惰性电极:(电极不参加反应)①只有电解质参加的反应例:电解CuCl2溶液阴极反应:Cu2++2e-=Cu阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:CuCl2Cu+Cl2↑在电场作用下,CuCl2溶液中阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动,阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动。
Cu2+得电子能力大于H+,Cl-失电子能力大于OH-。
②只有水参加的反应:例:电解H2SO4溶液阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应:2H2O 2H2↑+O2↑电解H2SO4溶液,相当于电解水,不断电解过程中H+浓度增大,H2SO4浓度增大,溶液pH值减小。
③水和电解质均参加反应。
例:电解NaCl溶液阳极:2Cl--2e-=Cl2↑阴极:2H++2e-=H2↑总反应:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH电解过程中H+得电子,破坏水的电离平衡,H2O H++OH-,水的电离平衡向右移动,溶液pH值增大。
⑵电极参加反应[金属做阳极(除Pt 外)]:例:金属作阳极时,金属失电子,而不是阴离子失电子。
在阳极,Cu 失电子能力大于SO 42-、OH -,因此电极Cu 首先失电子:阳极反应:Cu-2e -=Cu 2+阴极反应:2H +-2e -=H 2↑ 总反应:Cu+2H +Cu 2++H 2↑从总反应看出不活泼的Cu 将较活泼H 置换出来,不符合金属活动顺序表,因此化学反应能不能发生没有严格界限,不能自发进行的反应,提供能量(如电解)也能进行。
二、电解反应规律:1.当惰性材料做电极时,阴、阳离子放电顺序为:盐的类型实 例参加电解物质溶液pH使溶液复原应加入物质1、A-C 盐Na 2SO 4 KNO 3 H 2O不变H 2OA 的碱 KOH NaOH 增大 C 的酸H 2SO 4 HNO 3减小2、B-D盐CuCl2HgCl2电解质不定CuCl2、HgCl2D的酸HCl HBr 增大HCl、HBr3、A-D盐NaCl KBr H2O+电解质增大HCl、HBr4、B-C盐CuSO4AgNO3减小CuO、Ag2O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。
电解原理介绍
电解电解(Electrolysis)是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,(又称电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。
电解电流通过物质而引起化学变化的过程。
化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。
电解过程是在电解池中进行的。
电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。
电流流进负电极(阴极),溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极,并与电子结合,变成中性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极),给出电子,变成中性元素或分子。
电解池:将电能转化为化学能的装置叫电解池。
电解池构成三要素:直流电源、电极(阴阳极)电解质溶液(或熔融电解质)将直流电通过电解质溶液或熔体,使电解质在电极上发生化学反应,以制备所需产品的反应过程。
电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回收装置。
电解过程应当尽可能采用较低成本的原料,提高反应的选择性,减少副产物的生成,缩短生产工序,便于产品的回收和净化。
电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。
1807年,英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠,从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。
1833年,英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律(即法拉第第一、第二定律)。
1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。
1890年,第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。
1893年,开始使用隔膜电解法,用食盐溶液制烧碱。
1897年,水银电解法制烧碱实现工业化。
至此,电解法成为化学工业和冶金工业中的一种重要生产方法。
1937年,阿特拉斯化学工业公司实现了用电解法由葡萄糖生产山梨醇及甘露糖醇的工业化,这是第一个大规模用电解法生产有机化学品的过程。
1969年又开发了由丙烯腈电解二聚生产己二腈的工艺。
电解原理介绍电解原理:电解质中的离子常处于无秩序的运动中,通直流电后,离子作定向运动(图1)。
电解的原理及应用
电解的原理及应用1. 什么是电解电解是指通过电流将电解质溶液或熔融的电解质分解成离子并进行化学反应的过程。
在电解反应中,正极接收电子并发生氧化反应,负极释放电子并发生还原反应。
电解是一种重要的化学过程,广泛应用于各个领域。
2. 电解的原理电解的原理基于电解质的导电性质和电解池的结构。
实现电解需要一个电解池,其中包含电解质溶液或熔融的电解质。
电解质是可以离解成离子的化合物,如盐酸、硫酸等。
当电解质溶液或熔融的电解质被通电时,电解质中的正、负离子会被电场的作用分开并在电极上进行相应的反应。
正极接收电子并发生氧化反应,负极释放电子并进行还原反应。
这些反应使得电解质发生分解和化学变化。
3. 电解的应用3.1 电解制取金属电解方法可以用来制取某些金属,如铜、铝等。
这是利用金属离子在电解质溶液中的电解过程,从而使金属离子还原成金属沉积在负极上。
通过调节电流、温度和电解质浓度等因素,可以控制金属的制取过程。
3.2 电镀电镀是一种通过电解的方法在物体表面镀上一层金属的工艺。
电镀的目的可以是提供装饰效果、提高耐腐蚀性能或改变物体表面的性质。
常见的电镀金属包括铬、镍、银等。
3.3 电解水制氢电解水是指通过电解的方式将水分解成氢气和氧气。
这是一种制取氢气的重要方法,可以在工业和实验室中用于制取氢气。
电解水还可以应用于燃料电池和氢能源等领域。
3.4 电解制取化学品电解还可以被用于制取某些化学品。
以氯气制备为例,电解盐水溶液可以使盐中的氯离子氧化成氯气。
类似地,电解还可以用于制取其他化学品,提供一种有效的化学合成方法。
3.5 电解污水处理电解也可以用于污水处理。
通过电解方法,污水中的有机物、重金属等可以被分解或沉积,从而达到净化水质的目的。
这是一种环保的污水处理技术,可以应用于工业和生活污水的处理。
4. 总结电解是通过电流将电解质溶液或熔融的电解质分解成离子并进行化学反应的过程。
电解的应用十分广泛,包括制取金属、电镀、电解水制氢、制取化学品以及污水处理等。
高考电化学知识点——电解原理
高考电化学知识点——电解原理(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-是活性电极时:电极本身溶解放电注先要看电极材料,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。
电解质水溶液电解产物的规律:类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl 电解质减小CuCl2放H2生成碱型阴极:水放H2生碱阳极:电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质放氧生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:水放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质电解水型阴极:4H++4e-==2H2 ↑阳极:4OH--4e-==O2↑+ 2H2ONaOH水增大Na2SO4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-==Mn+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Mn+ + 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2. 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。
电解的作用和工作原理
电解的作用和工作原理电解是利用电解质溶液中的离子在电场作用下向电极移动的现象,这个现象在工业生产和实验室研究中都有广泛的应用。
在化学中,电解是一种产生氧化和还原反应的方法,这是因为通过电解可以使电子从一个电极转移到另一个电极。
下面我们来详细讲解一下电解的工作原理和作用:1. 电解质溶液的作用在电解的过程中,电解质溶液是至关重要的,因为它可以使溶液中的离子导电。
当溶液中加入足够的导电物质后,就能形成一个完整的电导通路。
电流从一个电极进入电解质溶液,经过溶液中的离子,在另一个电极处回流到电源。
2. 电解的工作原理在电解中,电解质溶液必须被分成两个电极,分别称之为阴极和阳极。
当电压施加在电极上时,电子和离子开始在两个电极之间移动。
在电解质溶液中,电子沿着电流方向向阳极移动。
在阳极处,它们与离子结合,从而产生化学反应。
在阴极处,在电解质溶液中的离子向电极移动。
在阴极上,电子跨越电解质溶液和金属表面之间的空间并与离子相结合,从而产生另一种化学反应的可能性。
3. 生产中的电解电解也有广泛的应用,生产中的电解可以用于从相应溶液中分离出单质或化合物。
例如,以 NaCl 为电解质,当电压加在电极上时,可以将 Na+ 和 Cl- 离子分离。
在阴极上,Na+ 离子获得电子并被还原成金属钠,而在阳极上 Cl- 离子失去电子并被氧化成气态的 Cl2分子。
这是一种工业上生产氯气和钠的方法。
总之,电解是一种利用电的作用使化学分解或产生新型化合物的方法。
在工业中,电解被广泛用于生产有用的化合物和分离金属单质。
在实验室中,电解可以用来制备纯净的化合物,检测样品中的离子,以及探究元素的化学性质。
电解的基本原理
电解的基本原理
电解是指在电场作用下,将电解质溶液或熔融的电解质加热至一定温
度后,使其发生氧化还原反应,从而在阳极和阴极上产生气体或沉淀
等现象的化学过程。
这种过程是利用外加电场的能量将化学能转换为
电能的过程。
电解的基本原理可以归纳为以下几点:
1. 伏打定律
伏打定律是描述电解过程中产生气体的规律。
它表明,在相同条件下,产生气体的速率与通过液体中的电流强度成正比,与生成气体所需的
物质量成正比。
2. 阳极和阴极反应
在电解过程中,阳极和阴极上会发生不同的反应。
通常情况下,阳极
会发生氧化反应,而阴极会发生还原反应。
这些反应会引起物质从溶
液中析出或消失。
3. 离子迁移
在电解过程中,离子会在外加电场作用下向相对方向移动。
正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
这种离子迁移是导致电解质发生化学反应的重要因素。
4. 电解液浓度
电解液的浓度对电解过程也有影响。
通常情况下,当电解液浓度增加时,产生的沉淀物或气体数量也会增加。
这是因为更多的离子可以参与到反应中。
5. 温度和压力
温度和压力对电解过程也有影响。
通常情况下,当温度升高时,反应速率会增加。
而在熔融状态下进行电解时,压力则会影响到析出物的形态和数量。
总之,电解是一种利用外加电场将化学能转换为电能的过程。
它基于伏打定律、阳极和阴极反应、离子迁移、电解液浓度以及温度和压力等原理。
了解这些原理可以帮助我们更好地理解和掌握电化学知识,并在实践中更好地运用它们。
电解法的反应原理
电解法的反应原理
电解法是一种利用电流通过电解质溶液时发生的化学反应进行分析或制备物质的方法。
它基于电解质溶液中的阳离子和阴离子在电解过程中被电解质溶液的两极反应物各自还原或氧化的原理。
在电解质溶液中,正极是阳极,负极是阴极。
当外加电流通过电解质溶液时,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应。
具体的反应过程取决于电解质溶液中的离子种类。
以下是一些常见的反应原理:
1. 金属电解质的电解:当金属盐溶解在水中形成金属离子时,阴极上的金属离子还原成金属原子沉积在阴极上,而阳极上的自由阴离子或氧化物离子氧化成阴离子或氧气释放出来。
2. 非金属盐的电解:非金属盐溶解在水中时,阳离子和阴离子都可能参与电解反应。
在阴极上,通常发生的是氢离子还原成氢气或金属离子还原成金属。
在阳极上,通常发生的是氯离子或氧化物离子氧化成自由氯或氧气释放出来。
3. 酸和碱的电解:在酸性溶液中,溶解的氢离子或金属离子通常在阴极上还原成氢气或金属。
在碱性溶液中,溶解的氢氧化物离子在阴极上还原成水和氢气。
在阳极上,酸性溶液中的氯离子或氧化物离子通常被氧化成氯气或氧气,碱性溶液中的氧气离子则通常在阳极上被氧化成水和氧气。
电解法的反应原理是基于离子的电荷转移和化学物质的氧化还原反应。
这种方法可以通过测量电流的大小来分析样品中的离子含量,也可以通过控制电流来制备纯度较高的化合物或金属。
电解原理
电解原理(电解池装置如图)什么是电解电解是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
(上图是电解CuCl2溶液的装置。
通电后发生反应:CuCl2=Cu + Cl2↑用离子方程式表示:Cu2++ 2Cl-=Cu + Cl2↑ )电解过程中的能量转化(装置特点)阴极:一定不参与反应不一定惰性电极阳极:不一定参与反应也不一定是惰性电极发生电解反应的条件①连接直流电源②阴阳电极阴极:与电源负极相连为阴极阳极:与电源正极相连为阳极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电极反应电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
物质在阳极上失去电子,发生氧化反应。
如上图装置中,Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2,阳极反应式:2Cl--2e=Cl2↑与电源的负极相连的电极成为阴极。
物质在阴极上得到电子,发生还原反应。
如上图装置中,Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu,阴极反应式:Cu2++2e=Cu电解结果:在两极上有新物质生成电解池电极反应方程式的书写阳极:活泼金属—电极极失电子(Au,Pt 除外);惰性电极—溶液中阴离子失电子失电子能力:活泼金属(Mg~Ag)>I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-阴极:溶液中阳离子得电子得电子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即活泼型金属顺序表的逆向)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四类电解型的电解规律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—加适量水②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐,),pH变大。
高中化学电解原理
电解原理一、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、电解池与原电池对比电极电极反应电子转移方向能量转变举例原电池正、负极由电极材料决定:相对活泼的金属作负极;较不活泼的金属作正极负极:电极本身失去电子,发生氧化反应正极:溶液中的阳离子得到电子,发生还原反应电子由负极流出,经外电路回正极化学能转变为电能铜锌原电池负极:Zn ﹣2e ﹣=Zn 2+正极:2H ++2e ﹣=H 2↑电解池阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极决定:与直流电源正极相连的是阳极;与直流电源负极相连的是阴极阴极:较易获得电子的阳离子优先得到电子,发生还原反应阳极,金属或较易失去电子的阴离子优先失去电子,发生氧化反应电子由直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,然后通过电解液中的离子放电,电子再从阳极经导线回到直流电流的正极电能转变为化学能以石墨为电极电解CuCl 2溶液阳极:2C1﹣﹣2e ﹣=C12↑阴极:Cu 2++2e ﹣=Cu ↓三、电解原理的应用1、精炼铜和电镀铜项目铜的电解精炼电镀铜含义利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去,以利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其他金属(铜)或合金的过程获得电解铜(含Cu的质量分数达99.95%~99.98%)的过程目的制得电解铜,以增强铜的导电性使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐能力电解液CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)含有镀层金属离子(Cu2+)的电解质溶液作电镀液(如CuSO4溶液)阳极材料粗铜镀层金属(Cu)阴极材料纯铜待镀金属制品电极反应式阴极Cu2++2e﹣=Cu Cu2++2e﹣=Cu 阳极Cu﹣2e﹣=Cu2+Zn﹣2e﹣=Zn2+Ni﹣2e﹣=Ni2+Cu﹣2e﹣=Cu2+特点①阳极反应为粗铜中的Cu及杂质失去电子而溶解②溶液中①阳极本身失去电子而溶解②溶液中金属阳离子的浓度保持不变③溶液的pH保持不变CuSO4的浓度基本不变说明当阳极上的Cu失去电子变成Cu2+溶解后,银、金等金属杂质以单质的形式沉积于电解槽底,形成阳极泥①铜镀层通常主要用于电镀其他金属之前的预镀层,以使镀层更加牢固和光亮②电镀工业的废水中常含剧毒物质如氰化物、重金属等.因此必须经过处理才能排放2、氯碱工业①电解饱和食盐水溶液的反应原理.阴极电极反应式(Fe棒):2H++2e﹣=H2↑(H+得电子产生H2后,阴极区OH﹣浓度增大而显碱性)阳极电极反应式(石墨):2C1﹣﹣2e﹣=Cl2↑电解的总化学方程式:2NaCl+H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑②设备:离子交换膜电解槽.离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.电解槽的阳极用金属钛制成;阴极由碳钢网制成.③阳离子交换膜的作用:①把电解槽隔为阴极室和阳极室;②只允许Na+通过,而Cl﹣、OH﹣和气体则不能通过.这样,既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸,又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量.【命题方向】题型一:电解原理典例1:(2014•广州一模)某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生,下列叙述正确的是()A.铜电极附近观察到黄绿色气体B.石墨电极附近溶液呈红色C.溶液中的Na+向石墨电极移动D.铜电极上发生还原反应分析:根据电解饱和食盐水的装置,如果通电后两极均有气泡产生,则金属铜电极一定是阴极,根据电解池的工作原理结合电极反应来回答判断即可.解答:根据电解饱和食盐水的装置,如果通电后两极均有气泡产生,则金属铜电极一定是阴极,该极上的反应:2H++2e﹣=H2↑,阳极上是氯离子失电子,发生的电极反应为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑.A、金属铜电极一定是阴极,该极上的反应为2H++2e﹣=H2↑,铜电极附近观察到无色气体,故A错误;B、石墨电极是阳极,该电极附近发生的电极反应为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,可以观察到黄绿色气体产生,故B错误;C、电解池中,阳离子移向阴极,即移向铜电极,故C错误;D、金属铜电极是阴极,该极上的反应为2H++2e﹣=H2↑,属于还原反应,故D正确.故选D.点评:本题考查学生电解池的工作原理知识,注意电解池的阳极材料决定电极反应的书写,难度不大.题型二:电解池和原电池综合典例2:(2011•连云港模拟)某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题.当闭合该装置的电键时,观察到电流计的指针发生偏转.下列有关说法不正确的是()A.甲装置是原电池,乙装置是电解池B.当甲中产生0.1mol气体时,乙中析出固体的质量为6.4gC.实验一段时间后,甲烧杯中溶液的pH增大D.将乙中的C电极换成铜电极,则乙装置可变成电镀装置分析:A、依据装置图分析电极与电解质溶液可知电极活泼性相差大的为原电池,甲池为原电池,乙池为电解池;B、依据电极反应和电子守恒计算分析;C、甲池中氢离子在铜电极得到电子生成氢气,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH增大;D、乙中C电极和原电池负极连接做电解池的阴极,换做铜对电解过程无影响,不能形成电镀装置,电镀装置是阳极为镀层金属.解答:A、Zn、Cu电极和稀硫酸构成原电池,其中Zn作负极,Cu作正极;乙装置是电解池,C为阴极,Pt为阳极,故A正确;B、当甲中产生0.1mol H2时,电极反应无味2H++2e﹣═H2↑,电路转移0.2mol电子,乙中电解池中,阴极上电极反应为Cu2++2e﹣═Cu,依据电子守恒计算得到0.1mol Cu,质量为6.4g,故B正确;C、实验一段时间后,甲烧杯的溶液中c(H+)减小,pH增大,故C正确;D、乙中的C电极是阴极,将其换成铜电极,该装置不是电镀装置,故D错误.故选:D.点评:本题考查了原电池和电解池原理的分析应用,电极反应和电极判断,电子守恒的计算应用是解题关键,题目难度中等.题型三:电解混合溶液相关计算典例3:500mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3﹣)=0.6mol•L﹣1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是()A.原混合溶液中c(K+)为0.2mol•L﹣1B.上述电解过程中共转移0.2mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.05mol D.电解后溶液中c(H+)为0.2mol•L﹣1分析:电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上先铜离子放电生成铜单质,当铜离子完全析出时,氢离子放电生成氢气,根据得失电子守恒计算铜的物质的量,再结合电荷守恒计算钾离子的浓度,据此分析解答.解答:电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上先铜离子放电生成铜单质,当铜离子完全析出时,氢离子放电生成氢气,气体的物质的量0.1mol;每生成1mol氧气转移4mol电子,每生成1mol氢气转移2mol电子,每生成1mol铜转移2mol 电子,所以根据转移电子守恒得铜的物质的量0.1mol,则铜离子的物质的量浓度0.2mol/L,根据电荷守恒得钾离子浓度=0.6mol•L﹣1﹣0.2mol/L×2=0.2mol/L,A.根据分析知,原混合溶液中c(K+)为0.2mol•L﹣1,故A正确;B.转移电子的物质的量=0.1mol×4=0.4mol,故B错误;C.根据以上分析知,铜的物质的量为0.1mol,故C错误;D.当电解硝酸铜时溶液中生成氢离子,当电解硝酸钾溶液时,实际上是电解水,所以电解后氢离子的物质的量为氧气的4倍,为0.1mol×4=0.4mol,则氢离子浓度0.8mol/L,故D错误;故选:A.点评:本题考查了电解原理,明确离子放电顺序是解本题关键,结合转移电子守恒、电荷守恒来分析解答,难度中等.题型四:电解酸、碱、盐水溶液产物及溶液pH变化分析典例4:用石墨作电极,电解1mol•L﹣1下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是()A.HCl B.CuSO4C.Na2SO4D.NaCl分析:电解时,根据溶液中离子放电顺序判断电解后溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小如何改变,如果电解后溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液呈酸性,如果氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,如果两者相等则溶液呈中性;用石墨作电极电解,溶液中阳离子放电顺序为:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<H+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<H+<Cu2+<Fe3+<Hg2+<Ag+;阴离子放电顺序为:S2﹣>SO32﹣>I﹣>Br﹣>Cl﹣>OH﹣>含氧酸根离子>F﹣,据此即可解答.解答:A.用石墨作电极电解盐酸,电解过程中,阳极:溶液中阴离子OH﹣、Cl﹣移向阳极,放电顺序Cl﹣>OH﹣,Cl﹣放电发生氧化反应,阳极电极反应式:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑;阴极:溶液中阳离子H+移向阴极放电2H++2e﹣=H2↑,所以溶液中氢离子浓度逐渐减小,pH值逐渐变大,故A错误;B.用石墨作电极电解CuSO4溶液,电解过程中,阳极:溶液中阴离子OH﹣、SO42﹣移向阳极,氢氧根离子放电发生氧化反应,电极反应式:4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑;阴极:溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应,电极反应:2Cu2++4e﹣═2Cu;所以溶液中氢氧离子浓度逐渐减小,氢离子浓度逐渐增大,pH值逐渐变小,故B错误;C.用石墨作电极电解硫酸钠溶液,溶液中氢离子、氢氧根离子放电,阴极:4H++4e﹣=2H2↑,阳极4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑;相当于电解水,导致溶液中硫酸钠的浓度增大,但溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度不变,所以溶液的pH值保持不变,故C正确;D.用石墨作电极电解氯化钠溶液时,阴极电极反应式为:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣,阳极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,同时生成氢氧化钠,所以其电池反应式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,所以溶液中氢离子浓度逐渐减小,pH值逐渐变大,故D错误;故选C.点评:本题以电解原理为载体考查了电解质溶液中离子的放电顺序,电解电解质溶液时,有电解水型,如电解硫酸钠溶液;有电解电解质型,如电解氯化铜溶液;有电解电解质和水型,如电解氯化钠溶液,明确电极反应是解答本题的关键,题目难度不大.题型五:电解原理的应用(见铜的精炼和氯碱工业相关考点卡片)【解题方法点拨】用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律:物质代表物参加电解的物质阴极(区)产物阳极(区)产物溶液pH的变化酸含氧酸H2SO4、HNO3H 2O H2O2减小无氧酸(除HF)HCl HCl H2C12增大碱强碱NaOH、KOH H2O H2O2增大盐不活泼金属的无氧酸盐CuCl2CuCl2Cu C12增大(若考虑C12的溶解,则pH减小)活泼金属的无氧酸盐NaCl NaCl、H2O H2、NaOH C12减小不活泼金属的含氧酸盐CuSO4、AgNO3CuSO4、H2OAgNO3、H2OCu;Ag O2、H2SO4O2、HNO3增大活泼金属的含氧酸盐K2SO4、NaNO3KNO3、Na2SO4H2O H2O2不变归纳:(1)电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液,实际上都是电解水,即:2H2O2H2↑+O2↑(2)电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸的水溶液,就是电解溶质本身.例如:2HCl H2↑+Cl2↑;CuCl2Cu+C12↑(3)电解活泼金属无氧酸盐溶液时,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+H2O H2↑+碱+卤素单质X2(或S)(4)电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+H2O O2↑+酸+金属单质(5)电解时,若只生成H2,pH增大.若只生成O2,则pH减小.若同时生成H2和O2,则分为三种情况:电解酸的溶液,pH减小;电解碱的溶液,pH增大;电解盐的溶液,pH 不变.。
电解原理
7、电解规律(用惰性电极电解时)
⑵、电解无氧酸溶液(氢氟酸除外)、不活泼金属的 无氧酸盐溶液时,实质上是电解质本身被电解。
如电解盐酸、CuCl2溶液等时
电解盐酸
阳极: 2Cl -- 2e-=Cl2↑
⑵OH-总是在阳极上放电,H+总是在阳极上生成 ③ 4 OH--4e-=2H2O+O2↑ ④ 2H2O-4e-=4H++O2↑ 电解过程中,阳极区的PH值会因OH-减少或H+的生成而减小。
因此,电解过程中,只要有H+或OH-放电或电解产物中有 H2或O2生成时,均会引起两极区PH值呈现不平衡性。以阴阳 两极同时生成H2和O2的电解过程的两极区PH值差异最为明显。
若无外接电源, 可能是原电池,然后依据原 电池的形成条件分析判定,主要思路是“三看”
先看电极:两极为导体且活泼性不同 再看溶液:两极插入电解质溶液中 后看回路:形成闭合回路或两极接触 若有外接电源,两极插入电解质溶液中, 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,其余情 况为电解池。
放电 若阳极是惰性(Pt、Au、石墨)电极时,则放电顺序如下:
S2->I->Br->Cl- >OH->含氧酸根离子
7、电解规律的讨论:(用惰性电极电解时)
C或Pt
C或Pt
7、电解规律(用惰性电极电解时)
⑴、电解含氧酸、强碱溶液、活泼金属的含氧酸盐 溶液时,实质上是电解水。如电解H2SO4、HNO3 NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为:
/
电解过程中会出现两极区的PH值差异,某些原电 池工作时也会出现两极PH值的不平衡性,当然这 与H2与O2参加电极反应有关:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(1)稀硫酸 阳极:4OH- -4e- ==== 2H2O+ O2↑
阴极:4H++4e- ====2H2 ↑
通电
总反应式: 2H2O ==== 2H2↑ + O2↑
1、电解质中存在哪些 离子?
2、接通电源后外电路 中电子流动方向?电 解质中离子的移动方 向?
3、离子在两个电极上 发生什么反应?
4、两个电极的现象是 什么?
5、通过哪些方法可以 判断电解池的两个电 极?
重点1、电解原理分析
1.氯化钠中含有哪些微粒?
接通电源之前如何运动? Na+和Cl- 作无规则运动。
回到学案练习1 C
分析电解反应的一般思路:
掌握过程方法, 事半功倍哟!
明确阴、阳极;溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据放电顺序分析,得出产物
S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-
分别用惰性电极电解下列物质的水溶液,写出有关的 电极反应式和总反应式。 (1)稀硫酸 (2)盐酸 (3)硝酸银 (4)硫酸铜 (5)氯化钾 (6)氢氧化钠
阳极
+ - 阴极
阴极: 还原反应 2Na++2e-====2Na
氯
气
钠
熔融NaCl
电解熔融NaCl总反应:2NaCl
通电
====
2Na+Cl2↑
电极反应式书写:阳失氧 阴得还
5.电子的流向? 电子从电源负极流出,流入电解池阴极;
再从阳极流回电源正极。
6.离子定向移动的方向? 阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动。
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:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(H+)>
Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+
※阳极材料: 惰性电极 (石墨、铂、金): 阴离子放电; 活性电极(除铂、金以外的金属):阳极自身失电子。 ※活性阳极先于阴离子放电;阴极不参与电解反应。 ※电解质导电的过程就是电解过程。
? 离子放电的时候看样是有先 后顺序的啊!
离子放电顺序: 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极: ①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成
阳离子进人溶液,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:溶液中阴 离子的放电顺序(由难到易)是:
S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-
电解原理和电解规律
及第中学 薛波
学习目标:
1、理解认识电解原理,学会从多角度判断电解池 的阴、阳极; 2、正确书写电解反应的两极反应、总反应;总结电 解规律。 3、培养发现问题、分析问题和解决问题的科学探 究精神,知识的总结运用能力。
预习检测:
与电源正极相连 的电极叫阳极
1、电解过程中能量是如何变化的?
石墨
氯 气
+铁
钠
熔融NaCl
2.接通电源后,Na+和Cl-如何移动?
Na+ 向 阴 极移动, Cl-向 阳 极移动。检粉验碘:化湿钾润试的纸淀变
3.两个电极上观察到什么现象?
蓝
阴极:有刺激性气味的黄绿色气体生成。 阳极:析出银白色固体。
4.两个电极上分别发生什么反应?
阳极: 氧化反应 2Cl- -2e-====Cl2↑
阳极
+-
氯 气
熔融NaCl
阴极 钠
(注:电子只在外电路定向移动,不能在溶液中移动)
牛刀小试:分析电解氯化铜溶液的工作原理
(富集大量电子)
步骤: 1.判断阴阳极
e-
阴极 C
e-
C 阳极 (缺少电子)
2.分析电解质溶液中存
在的离子
3.分析电子转移
——Cu2+、H+、Cl-、OH–
4.分析电解质溶液中离 子的移动方向 5.溶液中离子在两极上 放电情况
阳极: 4OH--4e- ====2H2O +O2↑ 阴极: 2Cu2++4e-====2Cu 总反应: 2Cu2++2H2O=通==电= 2Cu + O2 ↑+ 4H+
(5)氯化钾溶液 阳极: 2Cl- -2e- ==== Cl2 ↑ 阴极:2H+ + 2e-==== H2↑
通电
总反应式: 2Cl-+2H2O ==== 2OH-+ Cl2↑+ H2↑ (6)NaOH溶液
电能转化为化学能储存在生成物中
2、电解的定义?
与电源负极 相连的电极
叫阴极
直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分 别发生氧化反应和还原反应的过程。
3、电解池构造?
①外加直流电源 ②两个固体导电电极 ③电解质溶液或熔融的电解质 ④形成闭合回路
学案练习2: ③⑥
以下图为例小组内讨论电解池的原理:
阳极:4OH- -4e- ==== 2H2O+O2↑ 阴极:4H++4e- ====2H2↑ 总反应式: 2H2O =通==电= 2H2↑+ O2↑
电解的类型(惰性电极)
电解质类型 最高价含氧酸
强碱 最高价含氧酸强碱盐
无氧酸 无氧酸不活泼金属盐
无氧酸活泼金属盐 含氧酸不活泼金属盐
实例 HNO3 NaOH NaNO3 HCl CuCl2 NaCl AgNO3
CuCl2溶液
阴极:Cu2+ + 2e–====Cu (还原反应)
6.书写电极反应式 7.书写电解总反应式
阳极:2Cl–-2e–====Cl2↑ (氧化反应)
通电
总反应: CuCl2 ==== Cu +Cl2↑
氯化铜溶液中同时存在 Cu2+、H+ Cl-、OH– 两种阳离子为什么铜离子 先放电? 两种阴离子为什么氯离子 先放电?
电解对象 H2O H2O H2O HCl CuCl2
溶质和水 溶质和水
电解类型 电解 水型
电解质 分解型 放氢生碱 放氧生酸
晚自修作业
• 课本18页迁移应用1 • 导学案第3页练习3 熟练书写其电极反应式
(2)盐酸
阳极:2Cl- - 2e- ====Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- ==== H2↑
通电
总反应式: 2HCl ==== 4OH--4e- ==== 2H2O + O2 ↑ 阴极: 4Ag+ +4e- ==== 4Ag
通电
总反应: 4Ag++2H2O ==== 4Ag + O2↑+ 4H+ (4)CuSO4溶液