电能转化为化学 知识点.docVIP

第一章 第2节 电能转化为化学能----电解 知识要点 一．电解的原理 1．电解：在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化还原反应的过程。 2．电解是将电能转化为化学能的一种重要的方法。通过电解，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行。 3．电解质电解的过程就是电解质导电的过程。所以，电解质导电与导体导电不同，电解质导电是化学变化，金属导体导电是物理变化。 4．电解池的工作原理 （1）连接电源负极的电极成为阴极，发生还原反应；连接电源正极的电极称为阳极，发生氧化反应。 （2）溶液中的阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 （3）电子从电源负极出发，沿导线到阴极，阳离子在阴极上得到电子发生还原反应；阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应。电子沿导线回到电源的正极而构成闭合回路。 5．电极上离子放电的规律 （1） 阴极----发生还原反应 阴极材料本身一般不参加反应，溶液中的阳离子在阴极上得电子: K+ ＜Ca2+ ＜ Na+ ＜ Mg2+ ＜ Al3+ ＜ H+水中 ＜ Zn2+ ＜ Fe2+ ＜Pb2+ ＜ H+（酸中） ＜ Cu2+ ＜ Fe 3+ ＜ Hg2+ ＜ Ag+ （2）阳极-----发生氧化反应 若阳极为活性材料(金属活动顺序表Ag以前的金属)时，则阳极材料本身失电子被氧化。 若阳极为惰性材料（常指Pt、C、金）时，阳极本身不参加反应，溶液中的阴离子在阳极上失电子： S2- SO32- I－ Br－ Cl－ OH－ 含氧酸根离子 F－ 注意：电极上离子放电的规律还受离子浓度的影响。 ①当金属电极做阳极时,一般是金属电极溶解。 ②当溶液中〔OH-〕≈〔Cl-〕时,OH-比Cl-先失去电子。所以，要电解NaCl的饱和溶液。 6．分析一个电解过程的思维步骤（以惰性电极电解饱和CuSO4溶液为例）： （1）通电前，存在着CuSO4和H2O的电离，溶液中有：Cu2+、H+、SO42-、OH-。 （2）通电后，Cu2+、H+移向阴极，Cu2+首先在阴极上得电子还原成Cu；OH-、SO42-移向阳极，OH-首先失去电子被氧化，阳极上析出O2。 电极反应式为： 阴极：Cu2++2e-=Cu（还原反应） 阳极：4OH—4e-=2H2O+O2↑（氧化反应） （3）写出电解方程式：写电解方程式时，先看电极反应式，电极上何种离子放电，电离产生这种离子的物质就要写进电解方程式。溶液中没有放电的离子结合成新的物质。 电解CuSO4溶液的化学方程式和离子方程式分别为： 2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+H2SO4 2Cu2++2H2O=2Cu+O2↑+2H+ （4）电解后溶液的变化：CuSO4溶液的浓度减小，溶液的酸性增强，pH减小。 （5）溶液恢复到原来状态的措施 原则是：两极析出什么加什么。对于CuSO4溶液，就要加入适量的CuO、CuCO3，但不能加入Cu（OH）2。 7．电解的规律 （1）电解质本身电解：无氧酸溶液和不活泼金属的无氧酸盐溶液电解属于这一类。如：HCl、HBr、HI、CuCl2、CuBr2等。 电解方程式为：2HCl=H2↑+Cl2↑ CuCl2=Cu+Cl2↑ 电解后，电解质溶液减小，无氧酸溶液的酸性减弱，pH增大；加入适量的这种电解质可以使溶液恢复到原来状态。 （2）电解H2O：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液电解属于这种类型。如：H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、Ba（OH）2、Na2SO4、KNO3等。 电解方程式为：2H2O=2H2↑+O2↑ 特点是：阴、阳两极产生的气体体积比为：2:1。 电解后，对于含氧酸，酸性增强，pH减小；对于强碱，碱性增强，pH增大；对于活泼金属的含氧酸盐，pH一般认为不变。电解一段时间后，加入适量的H2O可使溶液恢复到原来状态。 （3）电解质和水电解：活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的无氧酸盐的水溶液电解属于这种类型。如：NaCl、KCl、CuSO4、Cu（NO3）2、AgNO3等。 电解活泼金属的无氧酸盐溶液时（以NaCl为例），电解方程式为： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 特点是：阴极附近溶液显碱性，滴入酚酞显红色。 电解后溶液的pH增大，溶液的碱性增强，加入适量HCl可使溶液恢复到原来状态。 电解不活泼金属含氧盐溶液（以AgNO3为例）时，电解方程式为： 4AgNO3+2H2O=4ag+O2↑+4HNO3 电解后溶液的酸性增强，pH减小，加入适量的Ag2O可使溶液恢复到原来状况。 8．有关电解的计算 有关电解的计算题，解题方法是守恒法。阴极上得到的电子数=阳极上失去的电子数。 还有些情况下，也可根据电解方程式计算。 二．电解原