第5讲电化学—电解池概要.doc

第5讲 电化学——电解池　[考纲要求]　1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。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。 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。 (2)电极名称及电极反应式(如图) (3)电子和离子移动方向 ①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 4．电解过程的(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)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序：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。 注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－OH－；阴极：Ag＋Cu2＋H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 书写电解池中电极反应式时，以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。．用惰性电极电解规律电解质(水溶液) 电极方程式 被电解的物质 总化学方程式或离子方程式 电解质浓度 溶液pH 电解质溶液复原 含氧酸(如H2SO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 减小 加H2O 强碱(如NaOH) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－2H2↑ 水 2H2OO2↑＋2H2↑ 增大 不变 加H2O 无氧酸(如HCl) ，除HF外 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－H2↑ 酸 2HClCl2↑＋H2↑ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－Cu 盐 CuCl2Cu＋Cl2↑ 减小 加CuCl2 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－H2↑ 水和盐 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 阳极：4OH－－4e－O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－2Cu 水和盐 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3 思考1： （1）上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？ 上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？ 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。(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？ (2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？ 2．电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1) 镀件作极，镀层金属银作极。 (2) 电解质溶液是(3) 电极反应：阳极：；阴极：。 (4) 特点：极溶解，极沉积，电镀液的浓度。 3．电解精炼铜 (1) 电极材料：阳极为；阴极为。 (2) 电解质溶液：。 (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。 (1) 冶炼钠2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 电极反应： 阳极：；阴极：(2) 冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 电极反应：阳极：