电解池方程式

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电解池电极反应方程式

阳极:活泼金属—电极失电子(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(除Pt Au)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F-

阴极:溶液中阳离子得电子

得电子能力(即金属活泼性顺序表的逆向):

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H2O >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

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(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—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—加适量电解质。

③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸。

④放氧生酸型(不活泼金属的含氧酸盐),pH变小。电解质溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物。

氯碱工业(电解饱和食盐水)

制取氯气、氢气、烧碱。

饱和食盐水溶液中存在Na+和Cl-以及水电离产生的H+和OH-。其中氧化性H+>Na+,还原性Cl->OH-。所以H+和Cl-先放电(即发生还原或氧化反应)。阴极:H++2e-=H2↑(还原反应)

阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)

总反应的化学方程式:2NaCl+2H2O=(等号上为通电)2NaOH+H2↑+Cl2↑

用离子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等号上为通电)2OH-+H2↑+Cl2↑。

电镀和电解精炼铜

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者合金的过程

条件:①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子

电镀时,把待镀的金属制品(即镀件)作阴极,镀层金属作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。

阳极:Mn-e-=Mn+

阴极:Mn+ +e-=Mn

这样,在直流电的作用下,镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面。

同样的道理,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,用CuSO4溶液作电解液。通入直流电,作为阳极的粗铜逐渐溶解,在阴极上析出纯铜,从而达到提纯铜的目的。

电解法冶炼金属

钠、钙、镁、铝等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质,因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠:

阴极:2Na++2e-=2Na

阳极:2Cl+2e-=Cl2↑

电解时,物质在电极上的放电顺序

(1)阳极:与电源的正极相连。

当阳极的电极材料为金属(Pt或Au除外)时,通电后作电极的金属失去电子变成金属离子,溶解到电解质溶液中。

当阳极的电极材料是惰性物质(如Au、Pt或石墨)时,通电后溶液中的阴离子在阳极上失去电子,当溶液中同时存在多种阴离子时,还原性强的离子先失去电子发生氧化反应。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是:活性电极>S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根离子(如SO4 2-、NO3-等)>F-。Cl-和OH-在电解时的电极反应式分别是:

2Cl- ―2e-=Cl2↑

4OH- ―4e-=2H2O+O2↑

因为水电离能够产生OH-,所以电解含氧酸盐溶液时,在阳极上是OH-放电生成氧气,而含氧酸根离子不发生变化。(当阳极为惰性金属常用的为 C 铂金时自身放电)

(2)阴极:与电源的负极相连。

在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子。当溶液中存在多种阳离子时,按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子的氧化性越强,越容易被还原。在水溶液中,铝之前的金属的阳离子不可能被还原。

酸碱盐溶液电解规律

(1)无氧酸是其本身的电解

(2)含氧酸是水的电解

(3)可溶性碱是水的电解

(4)活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解

(5)活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性,阳极析出非金属单质(6)不活泼金属的无氧盐是该盐的电解

(7)中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属,阳极得到氧气同时酸性提高用惰性电极电解盐溶液时产物

阳极出氧卤,阴极氢金属。

盐的离子都放电,离子浓度急速减;

盐的离子不放电,水耗离子浓度添。

酸根离子单放电,产物必得卤氢碱;

金属离子单放电,产物必得含氧酸。

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