高中化學(xué)電解池原理及其應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)

第第1頁共8頁電解池原理電解池：電解：使電流通過電解質(zhì)溶液且在陰、陽極兩極引起氧化復(fù)原反響的過程叫電解。裝置：電解池(電解槽)特點(diǎn)：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。形成條件：①與電源相連的兩個(gè)電極，②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)，③形成閉合回路陰離子放電挨次：S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-陽離子放電挨次：電解時(shí)溶液pH值的變化規(guī)律電解質(zhì)溶液在電解過程中，有時(shí)溶液pH值會(huì)發(fā)pH①假設(shè)電解時(shí)陰極上產(chǎn)生H2〔消耗H+〕，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH值增大；②假設(shè)陰極上無H2，陽極上產(chǎn)生O2pH值減??；③假設(shè)陰極上有H2，陽極上有O2，且〔相當(dāng)于電解水〕，則有三種狀況：apHbpHcpH④假設(shè)陰極上無H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液的pH可能也會(huì)發(fā)生變化。如電解CuCl2溶液〔CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性〕，一旦CuCl2全部電解完，pH值會(huì)變大，成中性溶液。電解反響類型：從參與反響的物質(zhì)來分電解反響可分成五類：①H2O型：實(shí)質(zhì)是電解水。如電解硝酸鈉、氫氧化鈉、硫酸等溶液。②溶質(zhì)型：溶質(zhì)所電離出來的離子發(fā)生氧化復(fù)原，如電解氯化銅、溴化氫等溶液。③硫酸銅溶液型：電解產(chǎn)物是金屬、氧氣與酸。如電解硫酸銅溶液生成單質(zhì)銅、氧氣和硫酸，電解硝酸銀溶液時(shí)生成單質(zhì)銀、氧氣和硝酸。④氯化鈉溶液型：電解產(chǎn)物是非金屬單質(zhì)、氫氣與堿。如電解氯化鈉溶液時(shí)生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，電解溴化鉀溶液時(shí)生成溴單質(zhì)、氫氣和氫氧化鉀。⑤電鍍型：鍍層金屬作陽極，陽極反響是：M-ne-=Mn+，鍍件作陰極，陰極反響是：Mn++ne-=M?！搽娊饩珶捙c電鍍，實(shí)質(zhì)上是一樣的〕原電池、電解池、電鍍池的比較:電解精煉銅精煉銅:要求反響原理如以下圖所示：電解的其他應(yīng)用電解的其他應(yīng)用:CuSO4溶液陰極：Cu2++2e-=Cu陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2O總反響式：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+電解后溶液pH變小，加氧化銅可恢復(fù)原溶液CuSO4CuSO4電解Na2SO4溶液陰極：2H++2e-=H2↑陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2O總反響式：2H2O 2H2↑+O2↑Na2SO4溶液電解的實(shí)質(zhì)：電解水電解后溶液PH不變用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律:高中化學(xué)電解池學(xué)問點(diǎn)高中化學(xué)電解池學(xué)問點(diǎn)電解的原理電解的原理電解定義電解定義在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反響和復(fù)原反響的過程。能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解池構(gòu)成條件構(gòu)成條件①有與電源相連的兩個(gè)電極。①有與電源相連的兩個(gè)電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融鹽)。③形成閉合回路。分析電解過程的思維程序首先推斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。首先推斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。第6頁第6頁共8頁HOH-)。然后排出陰、陽兩極的放電挨次陰極：陽離子放電挨次：陰極：陽離子放電挨次：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。>Na+>Ca2+>K+。陽極：陽極：活潑電極>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子。分析電極反響，推斷電極產(chǎn)物，寫出電極反響式，要留意遵循原子守分析電極反響，推斷電極產(chǎn)物，寫出電極反響式，要留意遵循原子守恒和電荷守恒。恒和電荷守恒。最終寫出電解反響的總化學(xué)方程式或離子方程式。電解原理的應(yīng)用電解原理的應(yīng)用電解飽和食鹽水電解飽和食鹽水電極反響電極反響陽極反響式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反響)陽極反響式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反響)陰極反響式：2H++2e-=H2↑(復(fù)原反響)總反響方程式總反響方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑離子反響方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。電鍍第7頁共第7頁共8頁以金屬外表鍍銀為例，以金屬外表鍍銀為例，鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。電極反響：陽極：Ag-e-=Ag+;陽極：Ag-e-=Ag+;陰極：Ag++e-=Ag。特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。特點(diǎn)：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。電解精煉銅電解精煉銅電極材料：陽極為粗銅;陰極為純銅。電極材料：陽極為粗銅;陰極為純銅。電解質(zhì)溶液：含Cu2+的鹽溶液。電極反響：陽極：陽極：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+;陰極：Cu2++2e-=Cu。電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬NaCaMgAl等。冶煉鈉2NaCl2Na+Cl2↑第8第8頁共8頁電極反響：電極反響：陽極：2Cl-