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电解池的工作原理及应用讲述
下图A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸, C为电镀槽.接通电路后发现B上的c点显红色,为实现铁上镀锌, 接通K后,使c、d两点短路.下列叙述正确的是( ) A、a为直流电源的负极 B、c极发生的反应为2H++2e-=H2↑ C、f电极为锌板 D、e极发生氧化反应 (4)电解饱和食盐水是工业上大量生产氯气、烧碱的方法。 离子交换膜的作用:a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸; b.避免Cl2与NaOH反应影响NaOH的产量和质量。 2、铜的电解精炼:阳极-粗铜,阴极-纯铜 粗铜:含杂质(Zn Fe Ni Ag Au 等) 阳极: Zn - 2e- = Zn2+ Fe - 2e- =Fe2+ Ni - 2e- = Ni2+ Cu - 2e- = Cu2+ Zn Fe Ni CuAg Au 阴极: Cu2++2e-=Cu 阳极泥 电解完后,CuSO4溶液的浓度有何变化? 结果:“一多一少一基本不变” 基本不变 粗铜 纯铜 CuSO4 3、电镀 定义:利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层 其它金属或合金的过程。 装置(以铜上镀银为例) 结果:“一多一少一不变” 阴极——待镀金属或镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液 阳极:2Ag-2e-=2Ag+ 阴极:2Ag++2e-=2Ag Ag Cu AgNO3 (电解液的总量、浓度、pH均 不变) BD * 高三化学第一轮复习 专题6 化学反应与能量变化 6-3 电解池原理及其应用 1、电解原理: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。 2、电解池(也叫电解槽):把电能转变为化学能的装置。 3、意义:使许多不能自发进行的反应能够进行 一、电解 阴极 还原反应 2Na++2e-=2Na 2Cl--2e-=Cl2↑ 氧化反应 阳极 4、电解池的组成和工作原理(电解熔融NaCl) 在内电路中:阳离子定向移动向阴极,阴离子定向移动向阳 极,从而实现电子的传递,构成闭合回路. 注意:电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化. 电子流向: 外电源负极 e- 阴极 电解液 阳极 外电源正极 e- e- 5、电解池的形成条件 (1)有与外电源相连的两个电极 (2)电解质溶液 (3)形成闭合回路 注意:电解池的阴极和阳极与电极材料的活动性无关, 取决于外电源的正、负极 思考:如何使图中的铁棒上析出铜,而铁的质量不变? ①设计成原电池,铁作正极,比铁 活泼的金属作负极 ②设计成电解池,且铁作阴极 6、电极产物的判断 (1)阳极产物的判断 ①当是活性阳极(Ag之前包括Ag的金属)时: 电极本身失电子、溶解,溶液中的阴离子不失电子 M-ne-=Mn+ ②当是惰性电极(Pt、Au、石墨)时: 以阴离子的放电序加以判断:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子 (2)阴极产物的判断 一般以阳离子的放电顺序判断: Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸) Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+Ca2+D+ 电镀时,可以控制一定条件,使Fe2+和Zn2+比H+先放电。 1、在直流电的作用下:Cu2+、H+移向阴极附近, Cu2+比H+活泼要首先得电子; Cl-、OH-移向阳极,Cl-比OH-活泼首先失电子 2、阴极反应: Cu2++2e- = Cu 阳极反应:2 Cl-—2e- = Cl2↑ 总反应:CuCl2 Cu+Cl2 ↑ 电解 演示实验 7、电极反应式的书写 (1)根据装置书写 ①根据电源确定阴、阳两极→确定阳极是否是活性金属电极→据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。 ②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下,将两极电极反应式合并即得总反应式。 (2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式 ①找出发生氧化反应和还原反应的物质→两极名称和反应物→利用得失电子守恒分别写出两极反应式。 ②若写出一极反应式,而另一极反应式不好写,可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。 特别提醒:可充电电池放电时作原电池,充电时作电解池, 两池的电极反应式正好相反,即电解池的阴极反应式对应 于原电池的负极反应的逆反应式,电解池的阳极反应式对 应于原电池正极反应的逆反应式,但电解池反应与原电池 反应并不是相应的可逆反应。 以惰性电极电解电解质溶液的类型 阳极:4O
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