知识讲解电解的原理基础
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。
2024高考化学考点必练专题15电解池知识点讲解
考点十五电解池学问点讲解一. 电解池工作原理及其应用1. 原电池、电解池的判定先分析有无外接电源:有外接电源者为,无外接电源者可能为;然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。
2. 电解电极产物的推断:要推断电极反应的产物,必需驾驭离子的放电依次。
推断电极反应的一般规律是:(1) 在阳极上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,阴离子不简单在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时,溶液中阴离子的放电依次是:S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >含氧酸根>F-(2) 在阴极上:无论是惰性电极还是活性电极都不参加电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电依次是:Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸)> Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+(水)> Al3+ > Mg2+>……3. 用惰性电极进行溶液中的电解时各种变更状况分析典例1(2025届内蒙古赤峰二中高三上学期其次次月考)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的试验探究,设计的试验装置如图所示,下列叙述正确的是A. Y 的电极反应: Pb-2e- = Pb2+B.铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动C.电解池的反应仅有2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2D.每消耗 103.5 gPb ,理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成【答案】D典例2(2025届内蒙古自治区赤峰其次中学高三上学期其次次月考)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的试验探究,设计的试验装置如图所示,下列叙述正确的是A. Y 的电极反应: Pb-2e- = Pb2+B.铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动C.电解池的反应仅有2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑D.每消耗 103.5 gPb ,理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成【答案】D二. 电解原理在工业生产中的应用1.电解精炼反应原理(电解精炼铜)阳极(粗铜,含Fe、Zn、C等):Cu-2e—=Cu2+,阴极(纯铜):Cu2++2e—=Cu工作一段时间后,溶液中电解质的成分CuSO4、ZnSO4、FeSO4,Cu2+的浓度减小。
电解的原理知识点
电解的原理知识点一、知识概述《电解的原理》①基本定义:电解就是让电流通过电解质溶液(或熔融态电解质)在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
简单说呢,就像是一群小搬运工,电流就是那个指挥官,电解质溶液里的离子呢就是货物,在电流的指挥下,离子们在阴阳两极这儿进行特定的反应,就像小搬运工把货物搬到特定的地方进行特殊的处理一样。
②重要程度:在化学学科那可是相当重要的,很多工业生产就是靠电解过程,像炼铝啥的,没它可不行。
很多化合物的制取,还有金属的精炼都离不开电解原理,它就像化学工业里的一把魔法钥匙,能开启很多生产过程的大门。
③前置知识:首先要对氧化还原反应有个清楚的了解,得知道啥是氧化剂,啥是还原剂,化合价咋变之类的。
还得知道电解质的概念,就是在水溶液或者熔融状态下能导电的化合物,要是这两个概念模模糊糊的,那电解原理学起来可费劲了。
④应用价值:在实际应用中可多了去了。
比如说电镀,想给一个东西镀上一层亮晶晶的金属,就利用电解原理,把要镀的金属放在阳极,被镀的物件放在阴极,溶液里有相应的金属离子,一通上电,金属就乖乖地镀到物件上了。
还有工业上大规模生产氯碱工业,靠电解食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠。
这都是很赚钱的工业生产,所以电解原理真的是实用得不得了。
二、知识体系①知识图谱:在化学学科里,电解原理属于电化学的重要组成部分。
电化学就像是一个大家族,电解原理这个小弟和原电池原理这个大哥有着千丝万缕的关系,是电化学两个基本的反应类型。
就好比在一个大家庭里,两兄弟虽然各自有着不同的性格特点(反应类型),但是又有着相同的家族背景(电化学体系)。
②关联知识:和氧化还原反应那是紧紧相连的,毕竟电解过程就是在阴阳极发生氧化还原反应。
还和电解质溶液的知识有关呢,电解质溶液里离子的浓度啊、种类啊,都会影响电解的过程。
就像盖房子,氧化还原反应是盖房子的设计图,电解质溶液就是盖房子的材料,这些条件不同,最后电解这个房子盖起来就不一样。
高一电解知识点归纳总结
高一电解知识点归纳总结电解是化学学科中的基础知识之一。
在高中化学学习中,电解是一个重要的内容,它涉及到物质的离子化和电解质溶液的导电性质。
下面将通过归纳总结的方式,对高一电解的知识点进行整理。
一、电解的基本概念电解是指通过外加电源的作用,把化合物溶解在溶液中的离子分解成氧化物和还原物的过程。
其中,氧化物通常在阳极上发生氧化反应,而还原物则在阴极上发生还原反应。
二、电解质的分类1. 强电解质:在水溶液中完全离解产生离子的物质,如氯化钠(NaCl)、硫酸(H2SO4)等。
2. 弱电解质:在水溶液中只部分离解产生离子的物质,如硫酸铜(CuSO4)、乙酸(CH3COOH)等。
3. 非电解质:在水溶液中不离解产生离子的物质,如蔗糖(C12H22O11)、乙醇(C2H5OH)等。
三、电解液的导电性电解液的导电性取决于其中的电解质的种类和浓度。
浓度越高,导电性越好。
在实际应用中,一般会通过测定电导率(导电性的度量单位)来判断溶液的强弱。
四、电解的原理1. 库仑定律:电解质溶液的电导率与电解质浓度成正比,与导体长度成反比。
2. 法拉第电解定律:电解质在电解过程中的质量与通过的电量成正比,也就是电流量。
五、电解过程中的现象1. 氧化:指物质中的原子或离子丧失电子或氧化态增大的过程。
2. 还原:指物质中原子或离子获得电子或氧化态减小的过程。
3. 气体的电解:气体电解在电解槽中产生气体,如水电解产生氢气和氧气。
六、电解的应用领域1. 电解铝:利用电解的方法从氧化铝中制取铝。
2. 电解水:利用电解的方法将水分解为氢气和氧气。
3. 电镀:利用电解的原理,将金属离子沉积到器件表面上,起到保护和美观的作用。
4. 脱色电解:用电流处理染料溶液,使染料分子变为无色物质。
七、常见的电解反应1. 氯化钠电解:在电解槽中,氯离子从阳极电解得到氯气,钠离子从阴极电解得到钠。
2. 铜硫酸电解:在电解槽中,铜离子从阴极得到还原,硫酸根离子从阳极得到氧气。
电解知识总结
电解知识总结电解质原理第一部分(概念):1.电解定义:是将电流通过电解质溶液或熔融态物质,(又称电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加电压时可发生电解过程。
2,电解质:,电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
例如酸、碱和盐等。
凡在上述情况下不能导电的化和物叫非电解质,例如蔗糖、酒精等。
注:(单质,混合物不管在水溶液中或熔融状态下能够导电与否,都不是电解质。
)3,电解质的分类:a, 强电解质:强电解质一般有:强酸强碱,大多数盐,活泼金属、氧化物、氢化物;b,弱电解质:一般有:(水中只能部分电离的化合物)弱酸(可逆电离,分步电离<多元弱酸>,弱碱(如NH3·H2O)。
另外,水是极弱电解质注:能导电的不一定是电解质,判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。
例如,判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。
硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10-4 g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。
但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。
因此,硫酸钡是电解质。
碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。
从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。
4.判断氧化物电解质:判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。
非金属氧化物,如SO2、SO3、P2O5、CO2等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。
有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。
因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如SO2本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。
金属氧化物,如Na2O,MgO,CaO,Al2O3等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。
化学“电解池”基础知识详解
化学“电解池”基础知识详解一、电解池的基本概念:1、电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属,是将电能转化为化学能的一个装置(构成:外加电源,电解质溶液,阴阳电极)。
使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴,阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、通过电流使电解质溶液发生电解反应的装置。
电解池的主要部件:电源(直流电)、电解质溶液(含有可以导电的离子)、电极(插入电解质溶液中,导电并发生氧化还原反应)。
3、电解池的反应原理:在电解池中,电流通过电解质溶液时,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,从而形成电流。
在电极上,发生氧化还原反应,电子通过导线从电源流向电解池。
二、电解定义:1、电解是使电流通过电解质溶液(或者是熔融的电解质)而在阴、阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、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是惰性电极;阳极不一定参与反应也不一定是惰性电极。
三、反应条件:1、连接直流电源2、阴阳电极:与电源负极相连为阴极;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。
四、电极反应:1、电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
2、物质在阳极上失去电子,发生氧化反应。
3、阳极反应式:简记为阳氧;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。
4、阴极反应式:简记为阴还(阴还)。
五、分析电解过程的思维程序:1、⾸先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
2、再分析电解质⾸溶液的组成,找全离⾸并分阴、阳两组(不要忘记⾸溶液中的H+和OH-)。
3、然后排出阴、阳两极的放电顺序:①、阴极:阳离⾸放电顺序Ag+→Fe3+→Cu2+→H+(酸)→Fe2+→Zn2+→H+(⾸)→Al3+→Mg2+→Na+→Ca2+→K+。
②、阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离⾸。
4、分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原⾸守恒和电荷守恒。
高中化学电解池知识点归纳
高中化学电解池知识点归纳高中化学电解池学问点归纳1高中化学电解池学问点一、电解的原理1.电解定义在电流作用下,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。
2.能量转化形式电能转化为化学能。
3.电解池(1)构成条件①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融盐)。
③形成闭合回路。
4.分析电解过程的思维程序(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(不要遗忘水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电挨次阴极:阳离子放电挨次:Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。
阳极:活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。
(4)分析电极反应,推断电极产物,写出电极反应式,要留意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最终写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式:2Cl--2e-=Cl2(氧化反应)阴极反应式:2H++2e-=H2(还原反应)(2)总反应方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2离子反应方程式:2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2(3)应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
2.电镀以金属表面镀银为例,(1)镀件作阴极,镀层金属银作阳极。
(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
(3)电极反应:阳极:Ag-e-=Ag+;阴极:Ag++e-=Ag。
(4)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)电极反应:阳极:Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+;阴极:Cu2++2e-=Cu。
4.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。
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。
电解原理的应用知识点
电解原理的应用知识点1. 电解过程简介电解是指通过通电的方式,在电解质溶液或熔融状态下,将化合物分解成离子的过程。
在电解过程中,正极收集到阴离子,负极收集到阳离子。
这种电解过程可以应用于各个领域,具有广泛的应用价值。
2. 电解在化学工业中的应用•金属电解:电解可以用于金属的提纯和制备过程中。
例如,铝的制取就是通过电解氧化铝溶解液来实现的。
•水电解制氢:使用可再生能源产生的电能,将水分解成氢气和氧气。
这是一种环保和可持续的制氢方法。
3. 电解在电池工业中的应用•锂离子电池:电解质是锂盐的溶液,通过正极和负极之间的离子传输来实现电荷的流动。
•燃料电池:燃料电池是通过电解质中的离子传输实现化学能到电能的转换的电池。
4. 电解在环境保护中的应用•电解水处理:通过电解的方式,可以加速水中有害物质的氧化、沉淀和去除过程,达到水处理的目的。
•电沉积:电解沉积是一种将金属离子还原成金属沉积在电极上的方法,可以用于回收废水中的金属离子。
5. 电解在医学领域中的应用•电泳技术:电泳是通过将物质置于电场中,利用不同物质在电场作用下迁移速度差异实现分离的方法。
在DNA分析和生物分子研究中得到广泛应用。
•电解疗法:通过将电流引入人体,调节细胞活动和改善血液循环,用于治疗某些疾病。
6. 电解在金属加工中的应用•电火花加工:电解放电用于金属加工中,可以实现高精度的切割、钻孔和雕刻等操作,被广泛应用于模具制造和精密工艺加工中。
•电解抛光:通过电解反应将金属表面氧化物还原,实现金属表面的抛光和增加光泽度。
7. 电解在电镀工业中的应用•金属电镀:电解可用于对金属表面进行保护、装饰和改良。
通过控制电解质和电流的条件,可以实现不同金属的电镀。
8. 电解在能源领域中的应用•电解制氧:通过电解水分解产生的氢气和氧气可以用作可再生能源的一种形式。
•电解制氨:电解还可以用于制备氨气,这是一种广泛用于化学肥料和合成材料生产的重要原料。
以上是电解原理的应用知识点,电解作为一种重要的实验和生产技术,在很多领域中都有着广泛的应用前景和重要的意义。
高中化学知识点—电解原理及其应用
高中化学知识点规律大全——电解原理及其应用1.电解原理[电解、电解池(槽)] 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.[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. [电解原理]阴极:阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H +得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应.阳极:阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH -)失去电子→电极的质量减轻或放出O 2或析出非金属单质.电子流向:外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+). 电流方向:与电子流向相反. [离子的放电顺序](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: Ag +、Fe 3+、Cu 2+、H +、Pb 2+、Fe 2+、Zn 2+、(H +)、Al 3+、Mg 2+、Na +、Ca 2+、K +得电子能力由易到难说明 上列顺序中H +有两个位置:在酸溶液中,H +得电子能力在Cu 2+与Pb 2+之间;若在盐溶液中,则H +位于Zn 2+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:+-=-n M ne M ,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:NO 3-或SO 42-等含氧酸根、OH -、Cl -、Br -、I -、S 2-失电子能力由弱到强电 离 电 解 发生条件 电解质受热或受水分子的作用(无须通电)受直流电的作用特 征 阴、阳离子作不规则的运动,无明显化学变化阴、阳离子作定向移动,在两极上有物质析出说 明 电解质电离时,发生了物理变化和化学变化①电解质溶液的导电过程,就是该溶液的电解过程②温度升高,电解质溶液的导电能力增强,电解速度加快(但金属的导电性随温度升高而减弱)实 例 CuCl 2=Cu 2++2Cl - CuCl 2Cu 2++Cl 2↑ 相互关系 电解质只有在电离后才能电解[原电池与电解池]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-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑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CuCl2溶液阳极:2C1--2e-=C12↑阴极:Cu2++2e-=Cu↓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、HNO3H2O 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.2.电解原理的应用[铜的电解精炼、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,以获得电解铜(含Cu的质量分数达99.95%~99.98%)的过程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CuSO4的浓度基本不变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[氯碱工业](1)电解饱和食盐水溶液的反应原理.阳极电极反应式(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.(4)离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程说明为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,需依次加入过量的BaCl2溶液(除去SO42-)、NaOH溶液(除去Mg2+、Fe3+)和Na2CO3溶液(除去Ca2+和剩余的Ba2+),最后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl.。
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。
高中化学选择性必修一第4章第2节 电解池 基础知识讲义
第二节电解池一、电解池(一)电解的定义:使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
(二)电解池的定义:将电能转变为化学能的装置,也称电解槽(三)构成条件:两极一液一电源,氧化还原是条件注:电解法是一种强氧化还原手段,可以完成一个不自发的氧化还原反应1、两极(1)阴极——负极——阳离子——还原反应(2)阳极——正极——阴离子——氧化反应注:阳极分为两种:(1)活性电极:电极自身放电即电极自身发生氧化反应,如:Fe、Cu、Ag(2)惰性电极:电极自身不反应,由电解质中的阴离子发生氧化反应。
如:Au、Pt、C2、电解质溶液3、外接电源4、能发生氧化还原反应:可以是自发的反应,也可以是非自发的反应(四)工作原理(以电解CuCl2溶液为例)电极名称阴极阳极电极材料石墨石墨电极反应Cu2++2e-=Cu 2Cl-—2e-=Cl2↑反应类型还原反应氧化反应总反应CuCl2Cu+ Cl2↑反应现象有红色物质产生有刺激性气味的气体,使湿润的淀粉KI试剂变蓝电子流向负极→阴极,阳极→正极电流流向正极→阳极,阴极→负极离子走向阳离子→阴极,阴离子→阳极注:放电:离子得失电子发生氧化还原反应的过程(五)电极的放电顺序1、阳极:(1)活性电极:Fe、Cu、Ag。
反应方式:M-ne-=M n+Fe-2e- =Fe2+、Cu-2e- =Cu2+、Ag-e- =Ag+(2)惰性电极:Au、Pt、C。
溶液中的阴离子放电常见放电顺序:活性电极>S2- >I- >Br- >Cl- >OH- >含氧酸根>F-2I-2e-=I2 2Br-2e-=Br22Cl-2e-=Cl22H2O—4e-=4H++O2↑2、阴极:常见阳离子放电顺序:金属活动性顺序的倒序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 最常见的阴极产物有Ag、Cu、H2Ag++e-= Ag Cu2++2e-=Cu 2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-注:在电镀时,通过控制条件,Fe2+和Zn2+的得电子能力会强于酸中的H+,即浓度越大,得电子能力越强(六)电解方程式的书写看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应注:1、必须在总反应方程式的“==”上标明“通电”或“电解”2、只是电解质被电解,电解化学方程式中只写电解质及电解产物,无关的不写注:常考的电解池反应式:惰性电极的情况下,电解强碱、含氧酸、活泼金属含氧酸盐(KNO3、Na2SO4)、HCl、CuCl2、NaCl、MgCl2、CuSO4、AgNO31、惰性电极的情况下,电解强碱、含氧酸、活泼金属含氧酸盐(KNO3、Na2SO4):阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极:2H2O—4e-=4H++O2↑总反应:2H2O电解2H2↑+O2↑2、惰性电极的情况下,电解HCl:阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:2HCl电解H2↑+Cl2↑3、惰性电极的情况下,电解CuCl2溶液:阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:CuCl2电解Cu+ Cl2↑4、惰性电极的情况下,电解NaCl溶液:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:2H2O+2Cl-电解Cl2↑+H2↑+2OH-5、惰性电极的情况下,电解MgCl2溶液:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:Mg2++2H2O+2Cl-电解Cl2↑+H2↑+ Mg (OH)26、惰性电极的情况下,电解CuSO4溶液:阴极:Cu2++2e-=Cu 阳极:2H2O—4e-=4H++O2↑总反应:2Cu2++2H2O电解2Cu+4H++O2↑7、惰性电极的情况下,电解AgNO3溶液:阴极:Ag++e-= Ag 阳极:2H2O—4e-=4H++O2↑总反应:4Ag++2H2O电解4Ag +4H++O2↑(八)电解池与原电池的比较原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能反应能否自发进行自发进行的氧化还原反应非自发进行的氧化还原反应构成装置两极、电解质、导线两极、电解质、电源电极名称负极正极阴极(与负极相连)阳极(与正极相连)电极反应失电子—氧化反应得电子—还原反应得电子—还原反应失电子—氧化反应电子流向负极→外电路→正极负极→阴极,阳极→正极电流流向正极→外电路→负极正极→阳极,阴极→负极离子流向阳离子→正极,阴离子→负极阳离子→阴极,阴离子→阳极小结:原电池与电解池的电极反应:负阳氧,正阴还原电池的离子走向:正向正,负向负;电解池的离子走向:阴阳相吸二、电解原理的应用(一)氯碱工业——电解饱和食盐水制烧碱和氯气1、原理:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-阳极:2Cl-—2e-=Cl2↑总反应:2Cl―+2H2O电解2OH―+Cl2↑+H2↑2、现象及检验:阴极:有无色、无味气泡产生,滴加酚酞——变红阳极:有黄绿色、刺激性气味的气体产生,使湿润的淀粉KI试纸变蓝3、阳离子交换膜的作用(1)将电解池隔成阳极室和阴极室,只允许阳离子(Na+、H+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过(2)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,又能避免Cl2和NaOH 作用生成NaClO而影响烧碱的质量(二)电镀1、定义:利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加工工艺2、目的:使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度3、电镀池的构成:阴极:待镀金属——镀件阳极:镀层金属(通常是一些在空气或溶液里不易起变化的金属(如Cr、Ni、Ag和合金(如黄铜)))电解质溶液:含有镀层金属阳离子的电解质溶液——电镀液4、实例:铁上镀铜5、特点:一多一少一不变一多:阴极上有镀层金属沉积一少:阳极上镀层金属溶解一不变:电解质溶液浓度不变(三)电解精炼铜1、装置:如图2、原理:阳极:Cu—2e-=Cu2+(Zn—2e-=Zn2+、Fe—2e-=Fe2+、Ni—2e-=Ni2+)阳极泥成分:Au、Ag阴极:Cu2++2e-=Cu(电解质溶液浓度减小,因为m Cu(溶解)< m Cu(析出))(四)电冶金1、金属冶炼:使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。
(完整版)知识讲解电解原理基础
电解的原理【学习目标】1、认识电解池的工作原理;2、初步掌握一般电解反响产物的判断方法。
【重点梳理】重点一、电解原理1.定义:使电流经过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极惹起氧化复原反响的过程叫电解。
2.装置特色:电能转变成化学能。
3.形成条件:(1)与电源两个电极相连;(2)电解质溶液(或熔融的电解质);(3)形成闭合回路。
4.阴阳极的判断及反响原理(以电解熔融NaCl 、CuCl 2溶液为例)对电解质溶液(或熔融态电解质)通电时,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,电解质的阳离子移向阴极得电子发生复原反响;电解质的阴离子移旭日极失电子(有的是构成阳极的金属原子失掉电子)发生氧化反响,电子从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的正极。
这样,电流就依赖电解质溶液(或熔融态电解质)里阴、阳离子的定向挪动而经过溶液(或熔融态电解质),所以电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程,就是电解质溶液(或熔融态电解质)的电解过程。
【高清讲堂:电解原理#电解反响种类】重点二、电解种类1.只有电解质参加的反响(电解CuCl 2溶液)阳极: 2Cl -- 2e-= Cl 2↑(氧化反响)阴极: Cu2++2e -=Cu (复原反响)总反响: CuCl 2 电解Cu+Cl 2↑2.只有水参加的反响(电解稀硫酸)--阳极: 4OH --4e =2H 2 O+O2 阴极: 2H ++2e =H2电解总反响: 2H2O2H 2 +O 23.水和电解质均参加的反响(电解饱和食盐水)-阴极: 2H -阳极: 2Cl --2e =Cl 2 + +2e =H 2总反响: 2NaCl+2H 2O 电解+2NaOHH 2 +Cl 24.电极参加的反响阳极反响: Cu-2e-=Cu2+ 阴极反响: 2H +-2e -=H 2电解Cu2++H 2总反响: Cu+2H +重点三、电解时电极反响式的书写1.看电极。
主假如看阳极是何种类的电极,若为活性电极,电极自己被氧化发生氧化反响。
电解水的知识点
电解水的知识点一、关键信息1、电解水的原理化学方程式:____________________电极反应:阳极____________________,阴极____________________2、电解水的实验装置组成部分:电源、电极、电解槽、电解液____________________电极材料:常用的电极材料有____________________3、电解水的产物氢气和氧气的比例:____________________气体的检验方法:氢气____________________,氧气____________________4、影响电解水效率的因素电流强度:____________________电解液的浓度和性质:____________________电极间距和表面积:____________________温度:____________________二、电解水的原理11 电解水是将电能转化为化学能的过程通过直流电的作用,使水分子在电极表面发生氧化还原反应,分解成氢气和氧气。
111 水分子的结构一个水分子由两个氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成。
112 电极反应过程在阳极,水分子失去电子,发生氧化反应,生成氧气和氢离子;在阴极,水分子得到电子,发生还原反应,生成氢气和氢氧根离子。
三、电解水的实验装置12 电源提供直流电,通常使用电池或直流电源适配器。
121 电极可以是铂、金等惰性电极,也可以是不锈钢等金属电极。
122 电解槽用于容纳电解液和放置电极。
123 电解液常见的电解液有硫酸溶液、氢氧化钠溶液等,其作用是增强导电性。
四、电解水的产物13 氢气和氧气的比例理论上,电解水产生的氢气和氧气的体积比为 2:1,质量比为 1:8。
131 氢气的检验方法用点燃的木条靠近收集的氢气,若产生轻微的爆鸣声,则证明是氢气。
132 氧气的检验方法将带火星的木条伸入收集的氧气中,若木条复燃,则证明是氧气。
基础知识的全面讲解电解原理的教学案例
基础知识的全面讲解电解原理的教学案例。
一、教学背景本例教学针对高中化学课程,主要针对电解原理进行全面讲解。
课时为一节课,60分钟。
二、教学目标1.了解电解实验的原理、方法;2.了解电解质溶液的作用;3.理解电解质与非电解质的区别;4.掌握电化学反应的基本知识。
三、教学重难点1.电解质与非电解质的区别;2.电化学反应的基本知识。
四、教学内容及步骤1.引入教师可以通过展示一些有趣的图像,引起学生对电解的兴趣,从而激发学生的学习热情。
2.讲解电解实验的原理及方法教师可以引导学生将金属板(如铜板、锌板等)放入盛有稀硫酸的导电性容器中。
将两个电极放入容器中,并接上电源。
此时,会发生电化学反应,金属板上面会产生气体泡,并出现各种颜色的溶液。
教师可以通过图示和文字的方式,对电化学反应进行详细解释,确保学生对电解实验的原理和方法有充分的了解。
3.讲解电解质溶液的作用电解质溶液是电解实验的关键。
教师可以引导学生通过实验,观察电解质与非电解质的区别。
例如,将盐与糖分别溶于水中,放入导电程度强的容器中进行电解实验。
可以发现,溶于水中的盐会在电极上分解成离子,产生气体泡和各种颜色的溶液,而溶于水中的糖则不会发生任何反应。
4.讲解电化学反应的基本知识教师可以进一步讲解电化学反应的基本知识,如阳极反应、阴极反应等。
同时也可以介绍一些与电化学反应相关的题目,旨在让学生深入理解电解原理的本质。
5.教学反思教师可以开展一些反思环节。
例如,让学生交流一下本课程中最难理解的地方,针对学生的问题进行回答,使得学生可以更好地理解。
五、教学评价1.学习成果评价教师可以通过测试、实验、小组交流等方式,来对学生的学习成果进行评价。
2.教师自我评价教师可以在每一次课后进行自我评价,从而不断提高自己的教学水平,以便为学生提供更好的教学服务。
六、总结本文以电解原理为例,详细介绍了基础知识的全面讲解教学案例。
通过本文的指导,教师可以更好地指导学生,提高学员的学习效率,从而达成教学目标。
电解反应的机理分析
电解反应的机理分析电解反应是一种化学反应过程,它涉及到电子的转移和离子的移动。
通过电解,我们可以将化学物质分解成离子,并且可以利用离子间的相互作用来合成新的化合物。
在这篇文章中,我将对电解反应的机理进行详细分析。
1. 电解的基本原理电解是通过外加电源施加电压,使得离子在电解质溶液中移动,从而发生化学反应。
电解过程中,正离子向阴极移动,接受电子并还原,而负离子则向阳极移动,失去电子并氧化。
这种移动过程是由于电场力的作用。
离子在电场力下,受到库仑力的作用而移动。
2. 电解反应的机理电解反应的机理可以通过几个基本步骤来解释。
首先,电解质溶液中的离子会受到电场力的作用而移动。
正离子向阴极移动,负离子向阳极移动。
当离子到达电极表面时,它们会与电极发生反应。
在阴极上,正离子接受电子并还原,形成中性物质。
这个过程称为还原反应。
在阳极上,负离子失去电子并氧化,形成中性物质或者释放出气体。
这个过程称为氧化反应。
3. 电解速率与电解条件的关系电解反应的速率取决于多个因素,包括电解质浓度、电场强度和温度等。
较高的电解质浓度会增加离子的浓度,从而增加反应的速率。
较强的电场强度可以加快离子的移动速度,从而增加反应的速率。
温度的增加也可以提高反应速率,因为更高的温度可以增加离子的动力学能量。
4. 应用领域电解反应在许多领域有着广泛的应用。
一个典型的应用是电镀过程,其中金属离子被还原到固体金属表面,形成均匀而有光泽的金属涂层。
另一个应用是电解水制氢,通过电解水溶液可以将水分解成氢气和氧气。
此外,电解还用于工业上的化学品制造、药物合成、废水处理等方面。
通过控制电解反应的条件和电解质的选择,可以实现具有特定结构和性质的产物。
5. 电解反应的限制虽然电解反应在许多方面都有着重要的应用,但是它也存在一些限制。
首先,电解反应通常需要消耗大量的能源,因为电解过程需要外部电源提供电能。
其次,某些化合物的电解并不容易,因为它们需要较高的电势来发生反应。
电解的原理
电解的原理【基础知识】 一、电解的原理 1、实验现象: 现象分析:2、电解池的两个极的确定3、活动电电极和惰性电极4、电解池内部离子定向移动的方向5、电解池两个极发生的反应6、电解的概念7、电解池8、离子放电顺序10、电镀:目的使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度。
待镀金属作 极,镀层金属作 极,含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。
如:电镀铜,阳极反应,阴极反应 ,电镀液 , 电解前后电解质的浓度 。
11、精练铜: 作阳极, 作阴极,电解质为 。
粗铜中含有Zn 、Fe 、Ag 、Au 等杂质,阳极泥中会有 。
电解质的浓度有无变化? 12、氯碱工业:①.电极材料:阳极 ,阴极 。
②电极反应及总反应: 。
阳极 , 阴极 , 阴极周围PH 。
③设备:立式隔膜电解槽④粗盐水的精制:粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、SO 42-等杂质,为了有效的除去Ca 2+、Mg 2+和SO 42-,可加入的试剂依次是 。
CuCl 23、冶炼Na 、Mg 、Al 等较活泼的金属: 反应原理分别是;; 。
14:电解总结:阳极:发生氧化反应 ,还原性强的先反应。
还原性顺序为:活性电极>S 2—>I —>Br —>Cl —>OH ->含氧酸根离子>F —阴极:发生还原反应, 氧化性强的先反应。
Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +>活性电极 注意:(1)阳极若是活性电极,则是活性电极失去电子被氧化,若为惰性电极则考虑阴离子放电 (2)阴极任何时候都是阳离子放电 【典型例题】 【例1】(2004,上海)右图是电解CuCl 2溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极。
则下列有关的判断正确的是( )A .a 为负极、b 为正极B .a 为阳极、b 为阴极C .电解过程中、d 电极质量增加D .电解过程中,氯离子浓度不变 【例2】写出右图的电极反应(电解质溶液为NaCl 溶液)阴极:【例3可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+)A .阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2+ + 2e —= Ni B .电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C .电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+ 和Zn 2+D .电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt 【例4】铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
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精心整理
电解的原理
【学习目标】
1、了解电解池的工作原理;
2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法。
1
2
3;(3)4
里阴、阳离子的定向移动而通过溶液(或熔融态电解质),所以电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程,就是电解质溶液(或熔融态电解质)的电解过程。
【高清课堂:电解原理#电解反应类型】
要点二、电解类型
1.只有电解质参加的反应(电解CuCl2溶液)
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)总反应:CuCl2电解Cu+Cl2↑
2.只有水参加的反应(电解稀硫酸)
阳极:4OH--4e-=2H2O+O2?阴极:2H++2e-=H2?
总反应:2H2O电解2H2?+O2?
3.水和电解质均参加的反应(电解饱和食盐水)
阳极:2Cl--2e-=Cl2?阴极:2H++2e-=H2?
总反应:2NaCl+2H2O电解H2?+Cl2?+2NaOH
4.电极参加的反应
阳极反应:Cu-2e-=Cu2+阴极反应:2H+-2e-=H2?
总反应:Cu+2H+电解Cu2++H2?
要点三、电解时电极反应式的书写
1.看电极。
主要是看阳极是何类型的电极,若为活性电极,电极本身被氧化发生氧化反应。
阴极一般不参与电极反应。
2.看离子。
搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子,根据放电顺序书写电极反应式。
3.水溶液中始终有H+和OH-,放电顺序中H+、OH-之后的
离子一般不参与电极反应。
例如:电解CuSO4(aq)的电极反应分析:
如图所示:(1)看电极。
石墨作阳极,Fe作阴极,所以两电极
都不反应。
(2)看离子。
阳离子放电顺序:Cu2+>H+,故Cu2++2e-=Cu
阴离子放电顺序:OH->SO42-,故4OH--4e-=2H2O+O2↑
总方程式为:
2Cu2++2H2O电解2Cu+O2↑+4H+或2CuSO4+2H2O电解Cu+O2↑+2H2SO4
要点诠释:书写电极反应式的步骤一般分为四步:
(1)列物质、标得失;
1
,2
(H+浓
要点诠释:(1)离子的放电顺序主要取决于离子的本性,但还与其他的因素有关(如离子的浓度、溶液的酸碱性等),如在电镀条件下Fe2+、Zn2+的放电顺序在H+之前。
(2)阳离子的放电顺序基本上与金属活动性顺序相反,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但需注意:Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
【高清课堂:电解规律#电解规律】
要点五、酸、碱、盐溶液电解规律
要点诠释:(1)用惰性电极电解电解质溶液时,首先要全面分析电解质溶液的组成.找
全离子并分为阴、阳离子两组,然后排出阴、阳离子的放电顺序,写出两极上的电极反应式,根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。
(2)若阴极为H+放电,则阴极区c(OH-)增大;若阳极为OH-放电,则阳极区c(H+)增大;若阴、阳极同时有H+、OH-放电,相当于电解水,电解质溶液浓度增大。
(3)用惰性电极电解时,若使电解后的溶液恢复原状态,应遵循“缺什么加什么,缺
溶液,
入
1
2
3
建立计算所需的关系式。
要点诠释:电解的计算:首先正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料);注意溶液中多种离子共存时,要根据离子放电顺序确定离子放电的先后;最后根据得失电子守恒进行相关计算。
【典型例题】
类型一、电解原理
例1、(2015浙江高考)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源
利用方式,基本原理如图所示。
下列说法不正
..确.的是
()
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:H2O+2eˉ=H2+O2ˉCO2+2eˉ=CO+O2ˉ
C.总反应可表示为:H2O+CO2通电H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
【思路点拨】仔细观察图中进入和出去的气体便可判断阴阳极,同时电极反应式也可迎刃而解。
【答案】D
【解析】A、从图示可看出,与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化,均得电子,应为电解池的阴极,则X为电源的负极,A正确;B、阴极H2O→H2、CO2→CO 均得电子发生还原反应,电极反应式分别为:H2O+2eˉ=H2+O2ˉ、CO2+2eˉ=CO+O2ˉ,B正确;C、从图示可知,阳极生成H2和CO的同时,阴极有O2生成,所以总反应可表示为:H2O+CO2通电H2+CO+O2,C正确;D、从总反应方程式可知,阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气),所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1,D不正确。
故选D。
【总结升华】
举一反三:
【变式1】(2015山东高考)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B 极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为__________,电解过程中Li+向_____电极迁移(填“A”或“B”)。
【答案】LiOH;2Cl ̄—2e ̄=Cl2↑;B
【解析】B极区生产H2,同时生成LiOH,则B极区电解液为LiOH溶液;电极A 为阳极,阳极区电解液为LiCl溶液,根据放电顺序,阳极上Cl ̄失去电子,则阳极电极反应式为:2Cl ̄—2e ̄=Cl2↑;根据电流方向,电解过程中Li+向B电极迁移。
【变式2】某学生为完成2HCl+2Ag==2AgCl↓+H2↑,设计如图所示的四个实验,你认为可行的实验是()。
【答案】D
类型二、电解规律
例2、某同学按右图所示的装置进行电解实验。
下列说法
中正确的是()。
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解初期,主反应方程式为Cu+H2SO4电解CuSO4+H2↑
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
【思路点拨】考查电解池的原理,需要了解电极反应、总反应及电解过程。
铜连接电源的正极,所以作为电解池的阳极,本身会失电子生成铜离子。
反应初期溶液中氢离子在石墨电极放电生成氢气,当铜离子浓度达到一定程度后会继续在石墨电极放电生成铜单质。
【答案】B、C
【解析】本题主要考查电解的基本原理,由题目所给图示可知,活泼金属铜作阳极,
发生反应:Cu-2e-=Cu2+。
同时溶液中的H+在阴极石墨上发生反应:2H++2e-=H2↑,总反应的化学方程式为Cu+H2SO4电解CuSO4+H2↑,所以A项不正确,B项正确,D 项不正确;随着电解过程不断进行,溶液中的Cu2+浓度不断增大,一定时间后即当c(Cu2+)较大时,由于Cu2+的氧化性大于H+,故此时阴极发生反应:Cu2++2e-=Cu,所以C项正确。
分别
A
B
C
D
【答案】C
类型三、电解的有关计算
例3、用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中,通电电解。
当电解质溶液的pH 由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),则电极上析出银的质量是()
A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg
【答案】B
【解析】由总的电解反应式:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
得计算关系式:4Ag~O2~4H+~4e—
因为有HNO3生成,所以pH要变小。
生成HNO3的物质的量为(10-3-
10-6)×0.5mol≈0.5×10-3mol(即忽略原溶液中的氢离子),所以析出银的质量为
0.5×10-3mol×108g/mol=54mg
【总结升华】依电子得失守恒,可得常见的计算关系式:
2Cu~2H2~2Cl2~4Ag~O2~4H+~4OH-~4e—
举一反三:
【变式1】把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为()。
A.1∶2∶3B.3∶2∶1C.6∶3∶1D.6∶3∶2
【答案】D
【变式2】电解2L4mol/L的NaCl溶液,当电路中通过0.02mol电子时,若不考虑由于电解而引起的溶液体积的变化,则溶液的pH为
A.2B.7C.11D.12
【答案】D。