高中化学58个讲(精40)电解原理及应用.doc

原电池和电解池 1．原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 原理 使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。 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。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。 形成条件 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 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）。 考点40电解原理及应用 1．复习重点 1．电解原理及其应用，放电顺序，电极反应式的书写及有关计算； 2．氯碱工业。 2．难点聚焦 一、理解掌握电解池的构成条件和工作原理 电解池 有外接电源 两个电极；有外接电源；有电解质溶液 阴极：与电源负极相连 阳极：与电源正极相连 阴极：本身不反应，溶液中阳离子得电子发生还原反应。 阳极：发生氧化反应，若是惰性中极，则是溶液中阴离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电源负极阴极，阳极电源正极 电能→化学能 二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算 1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序 阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+ 放电由难到易 阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是 S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F- 失电子由易到难 若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。 要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe2+]或[Zn2+][H+]，则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。 2、电解时溶液pH值的变化规律 电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；③若阴极上有H2，阳极上有O2，且，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。 3、进行有关电化学计算，如计算电极析出产物的质量或质量比，溶液pH值或推断金属原子量等时，一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。 三、理解金属腐蚀的本质及不同情况，了解用电化学原理在实际生活生产中的应 电解原理的应用 （1）制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。 （2）电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。 （3）精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小 （4）电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。 3．例题精讲 例1某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为： ①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图24—1。 ②