(推荐)电解池知识点总结
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三.电解池
1、定义:借助外加电流引起的氧化还原反应,把电能转化为化学能的装置。
装置原电池电解池
实例
原理
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(惰性或活性电极);
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)
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)。
⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。
B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表:K+ Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+(阳离子放电顺序与浓度有关,并不绝对) ⑵阳极A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时:阴离子失电子:S2- >SO32—> I- > Br- > Cl- > OH- > NO3- 等含氧酸根离子>F- 【说明】:若阳极是活泼电极时:电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。 4、电解反应方程式的书写步骤: ①分析电解质溶液中存在的离子; ②看阳极电极材料,确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极,则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极,则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电③确定电极、写出电极反应式; ④写出电解方程式。 如:(阳极材料为惰性电极材料) ⑴电解NaCl溶液(放氢生碱型): 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH增大。 ⑵电解CuSO4溶液(放氧生酸型): 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应, PH减小。 ⑶电解CuCl2溶液(电解电解质本身): CuCl2电解 ==== Cu+Cl2↑ 电解盐酸: 2HCl 电解 ==== H2↑+Cl2↑溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。 ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液(电解水型): 2H2O 电解 ==== 2H2↑ + O2↑,溶质不变,实际上是电解水,PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用)。 ⑸电解熔融NaOH: 4NaOH 电解 ====4Na + O2↑ + H2O↑若阳极材料为活性电极如 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ (注意:不是电解水。) 5、电镀(电解精炼铜) 1、定义:利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 2、构成: 阴极:待镀金属制品阳极:镀层金属电镀液:含镀层金属离子的电解质溶液 如:在铁制品表面电镀铜: 阳极:Cu — 2e—== Cu2+ 阴极:Cu2+ + 2e—== Cu 电解精炼铜的结果:阳极上粗铜逐渐溶解,杂质Ag、Pt等沉积在电解槽的底部,形成阳极泥,阴极上纯铜逐渐析出。电解质溶液浓度在电解后减少。 例题精讲 【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为 A.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1×10-3mol/L D.1×10-7mol/L 【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为: Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是: A、放电时,负极上发生反应的物质是Fe. B、放电时,正极反应是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2 C、充电时,阴极反应是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D、充电时,阳极附近pH值减小. 【例3】甲、乙两个容器中,分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt为电极进行电解时,在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________ 【例4】有三个烧杯,分别盛有氯化铜,氯化钾和硝酸银三种溶液;均以Pt作电极,将它们串联在一起电解一定时间,测得电极增重总和2.8克,这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为 A、4:1 B、1:1 C、4:3 D、3:4 一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个 ....选项符合题意)1.(原创)下列有关电解原理的说法不正确的是() A.电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极 B.电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极 C.对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法D.电解精炼铜时,用纯铜板作阴极,粗铜板作阳极 2.用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL,经过一段时间后,两极均得到标准状况下11.2L气体,则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为() A 0.5 mol/L B 0.8 mol/L C 1.0 mol/L D 1.5 mol/L 5.某溶液中含有两种溶质AlCl3和H2SO4,它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可分为若干个阶段,下列叙述不正确的是( ) A.阴极自始至终只有H2 B.阳极先析出Cl2后析出O2 C.电解最后阶段为电解水 D.溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解 6.(改编)关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( ) A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B.若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉试液,溶液呈蓝色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液仍无色 D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢复原状况 7.(原创)下图是电解精炼铜装置,其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不 正确的是 A.c为粗铜板、d为纯铜板 B.电解过程中,SO42-浓度几乎不变 C.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 D.电解过程中,c电极板附近沉积不溶物,d电极板质量增加 8、(改编)用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一物质(中括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是