高中化学反应原理:电解池(电化学)
- 格式:doc
- 大小:1.59 MB
- 文档页数:18
高中化学选修4:电解池知识点总结高中知识搜索小程序一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式:CuCl2 =Cu+Cl2↑7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液点解产物的规律上述四种类型电解质分类:(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液 M—ne — == M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n+ + ne — == M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl == Na + + Cl—通直流电后:阳极:2Na+ + 2e— == 2Na阴极:2Cl—— 2e—== Cl2↑。
高中化学奥林匹克竞赛辅导电解原理1.电解的概念:使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程叫做电解。
电解是将电能转变为化学能的过程。
2.电解池的形成条件:电源,导电的两极材料,电解质溶液,构成闭合回路。
3.电解池反应:连接电源正极的叫做阳极,阳极发生氧化反应;连接电源负极的叫做阴极,阴极发生还原反应。
4.常见阴阳离子得失电子能力的强弱顺序::常见金属单质(Fe、Zn、Cu、Ag等)>S2—> I—> Br—> Cl—> OH—>含氧酸根离子> F—(2)阳离子得电子能力强弱顺序(得电子能力即氧化性,氧化性强的离子优先反应):Ag+> Hg2+> Fe3+ > Cu2+> H+> Pb2+> Sn2+ > Fe2+> Zn2+> Al3+ > Mg2+> Na+> Ca2+> K+5.电镀的定义:应用电解原理,在一些金属表面镀上一簿层其他金属或合金的过程。
电镀的目的是为了改变物体表面的性质。
6.电镀池的要求:(1)阴极材料为待镀器件,阳极材料为镀层金属;(2)电镀液:含镀层金属离子的溶液;例如,如图,在铁制钥匙上镀铜,铜片应连接电源正极,铁件应连接电源负极,用CuCl2溶液作电镀液。
阴极反应为:Cu2+ +2e—→ Cu,发生还原反应;阳极反应为:Cu +2e—→ Cu2+,发生氧化反应。
7.电镀特点:(1)电镀过程实质就是电解过程,是电解的一种特殊类型;(2)阳极金属减少量等于阴极金属增加量;(3)电镀液含量(浓度)不变;(4)阳极材料自身参加电极反应而溶解,补充电解质溶液中金属离子;注意:电解时阳极材料自身一般不反应,如Pt或碳棒、石墨棒等惰性电极。
8.原电池与电解池的比较:4下面物质能使溶液恢复成原来浓度的是(B)A.无水CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO4·5H2O例2.在如图所示的装置中,若通直流电5min时,铜电极质量增加2.16 g,假设电解前后溶液体积无变化。
电解池的原理电解池是一种利用电解现象进行化学反应的装置,它由两个电极和电解质溶液组成。
电解质溶液通常是由盐类、酸、碱等化合物溶解在水中形成的,当在电解质溶液中加上电压时,就会发生电解反应,从而产生化学变化。
电解池在工业生产、实验室研究以及日常生活中都有着广泛的应用,比如电镀、水解、电解制氢等。
电解池的原理主要涉及电解质溶液中的离子运动和电极上的电子转移。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
在电解质溶液中,正离子会向阴极移动,而负离子则会向阳极移动。
当电解质溶液中加上电压时,阴极会受到负极的吸引,而阳极则会受到正极的吸引,从而导致离子在溶液中的移动。
电解质溶液中的离子在电解过程中会在电极上发生化学反应,从而导致溶液中的物质发生变化。
在电解质溶液中,阴极会发生还原反应,而阳极则会发生氧化反应。
在阴极上,正离子会接受电子并发生还原反应,而在阳极上,负离子会失去电子并发生氧化反应。
这些化学反应会导致新的物质在电解质溶液中生成,从而实现电解过程中的化学变化。
电化学反应原理
1.原电池,就是两端电极之间氧化性的强弱导致了电子的移动,氧化性强的,迫使氧化性弱的电子流向氧化性强的那边,然后溶液中的离子也定向移动,就形成了闭合回路,这就是原电池的工作原理。
因为之后就没有电势差,所以化学能在不断的减小,转化成了电能。
2.如果是电解池的话,负极就会接阴极,正极就会接阳极,也就是说,电源相当于一个原电池,但是呢,它正极和负极之间并不是直接的导线相连,而是中间插入了一个电解池,这个电解池就相当于在这个导线中间增加了一个障碍,使电子无法直接的由负极由流动向正极,他需要从电解池中发生电子的替换。
当负极失去电子时,它的电子就来到了阴极。
此时阴极被重重的电子围住,由于溶液无法传导电子,正极无法从负极直接得到电子,它需要从阳极获得电子,如果阳极是活泼的金属的话,也就是金属活动性顺序表银之前的,它就会直接失去电子,如果阳极不是活泼金属的话,它就会从溶液中得到电子,所以说发生了电子的替换。
3.此处附上阴阳离子的放电顺序。
阳离子得电子能力:银离子大于铜离子,大于酸中氢,大于铅离子,大于锡离子,大于亚铁离子,大于锌离子,大于水氢,大于氯离子,大于镁离子,大于钠离子。
阴离子失电子能力:硫离子大于亚硫酸根离子大于碘离子大于溴离子大于氯离子大于氢氧根离子大于含氧酸根离子。
谢谢收看。
高考化学中的电解池解析电解池是化学中常见的实验装置,也是高考化学中的重要考点之一。
电解池的结构和原理对于理解电化学反应和电解概念至关重要。
本文将对高考化学中的电解池进行解析,从结构、原理、电解过程和相关实例等方面进行详细阐述,帮助考生深入理解电解现象。
一、电解池的结构和原理电解池是由电解槽、电极和电解质组成的。
电解槽一般由玻璃或陶瓷制成,分为阳极和阴极两个电极室,中间有隔膜或盐桥。
阳极和阴极通过电解质相互连接,形成电路。
电解质通常是溶于溶液或熔融态的离子化合物,可以导电。
电解池的原理是利用外加电源提供的电能,使阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,从而实现物质的电解过程。
二、电解过程在电解池中,通过外加电源,形成正负极电压差,使得阳极和阴极之间形成电势差。
阴极吸收电子,还原成金属或氢气等物质,称为还原反应。
阳极失去电子,发生氧化反应,生成氧气或非金属离子等物质。
电解过程涉及两个半反应:在阴极发生的还原反应和在阳极发生的氧化反应。
这两个半反应通过电子的转移实现了电解过程。
三、电解池的实例分析1. 水的电解水的电解是电解学中经典的实验,也是高考化学常见的考点。
在水的电解过程中,阴极发生还原反应,生成氢气;阳极发生氧化反应,生成氧气。
整个电解过程可以用下面的化学方程式表示:2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)2. 金属离子的电解金属离子的电解也是高考化学中常见的考题。
以铜离子的电解为例,铜离子在阴极处还原成金属铜,而阳极则发生氧化反应。
反应方程式如下:Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)4. 盐溶液的电解盐溶液的电解和水的电解类似,但是在溶液中存在离子化合物,会影响电解过程。
以氯化钠溶液的电解为例,根据离子电离和溶液中离子的浓度关系,电解过程可以得到以下反应方程式:2Na+(aq) + 2Cl-(aq) → 2Na(s) + Cl2(g)四、总结电解池是高考化学中的重要考点,正确理解电解池的结构和原理对于解答相关问题非常关键。
第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程。
反应条件:①连接直流电源②阴阳两极阴极:与电源负极相连;极:与电源正极相连。
③两极处于电解质溶液或熔融电解质中④两电极形成闭合回路4、电子流向:电源负极一电解池阴极一离子定向运动(电解质溶液)一电解池阳极一电源正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应失去电子;阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应得到电子。
7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程8、反应规律:阳极:活泼金属一电极失电子6“ Pt除外);惰性电极一溶液中阴离子失电子阴离子失电子能力:活泼金属(除Pt, Au)>S2->|->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-阳离子得电子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+ (酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+ (水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ (即金属活泼性顺序表的逆向)规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看条件。
9、四类电解型的电解规律(当阳极为惰性电极时)①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。
电解质溶液复原一加适量水。
②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐),无氧酸pH变大,不活泼金属的无氧酸盐pH不变。
电解质溶液复原一加适量电解质。
③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。
高中化学—电解池原理
1.电解和电解池
(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
电解是电解质在水溶液或熔融状态通电,发生化学反应;电离是电解质在水溶液中离解出离子的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成条件
①有与电源相连的两个电极;
②电解质溶液(或熔融电解质);
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
(2)电子和离子的移动方向
①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
【注意】电解时,外电路有电子通过,溶液中依靠离子定向移动形成闭合回路,电子不会通过电解质溶液。
3.阴阳两极上放电顺序
(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为
【注意】
①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电;
②最常用、最重要的放电顺序为
阳极:Cl->OH-;
阴极:Ag+>Cu2+>H+;
③电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
4.用惰性电极电解电解质溶液的规律。
电解池的原理
电解池是一种利用电能进行化学反应的装置,它由电解槽、电极和电解液组成。
电解池的原理是利用外加电压将电解质溶液或熔融状态的离子化合物分解成阳离子和阴离子,从而进行电解反应,产生新的物质。
首先,电解池中的电解质溶液或熔融状态的离子化合物被加入到电解槽中。
然后,在电解槽中插入两个电极,分别为阴极和阳极。
当外加电压施加到电解槽中时,电解质溶液中的离子会向电极移动。
正电荷的离子会向阴极移动,而负电荷的离子会向阳极移动。
在电解过程中,阴极会吸引阳离子,而阳极会吸引阴离子。
当离子到达电极表
面时,它们会接受或释放电子,从而发生化学反应。
在阴极上,离子会接受电子并发生还原反应,而在阳极上,离子会释放电子并发生氧化反应。
通过这样的电解过程,原来的电解质溶液或离子化合物会被分解成新的物质。
例如,在电解氯化钠的过程中,氯离子会在阳极发生氧化反应,生成氯气,而钠离子会在阴极发生还原反应,生成金属钠。
除了单纯的离子化合物,电解池也可以用来进行电镀、电解制氢、电解制氧等
工业生产过程。
通过调节电解槽中的电解液成分和电压大小,可以控制电解反应的速率和产物的纯度。
总的来说,电解池的原理是利用外加电压将电解质溶液或离子化合物分解成阳
离子和阴离子,从而进行化学反应。
这种原理不仅在工业生产中有着重要的应用,也在电化学研究和实验室中起着关键作用。
通过深入理解电解池的原理,可以更好地掌握电化学知识,为相关领域的研究和应用提供理论基础和技术支持。
电解池(讲义+练习+答案)一、电解的原理(一)概念1.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别引起氧化还原反应(被动的,非自发的)的过程叫电解。
2.电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置。
3.电极反应:在电极上进行的半反应,可以表示电极上物质的变化情况以及电子的转移情况。
(二)构成电解池的条件:1.两个固体电极2.电解质溶液或熔融电解质3.外加直流电源且构成闭合的电路(三)电极的确定(四)电极产物的判断和电极方程式的书写1.电极反应:【例1】电解熔融NaCl阴极反应(还原反应):2Na+ +2e-= 2Na阳极反应(氧化反应):2Cl--2e-= Cl2↑总方程式:2Na+ + 2Cl-通电2Na + Cl2↑(离子方程式)2NaCl 通电2Na + Cl2↑ (化学方程式)电荷守恒2.电解时电极反应式的书写:①分析电解质溶液中存在的离子;②分析离子的放电顺序; ③确定电极、写出电极反应式; ④写出电解方程式。
【例2】电解CuCl 2的电极反应(1)分析电解质溶液中存在的离子CuCl 2溶液中存在哪些自由移动的离子? 。
(2)分析离子的放电顺序①阴极产物的判断(阴极材料(金属或石墨)总是受到保护)放电顺序为:Ag +>Hg 2+> Fe 3+>Cu 2+> H +(酸)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+> H +(水)Al 3+>Mg 2+>Na + >Ca 2+> K + ②阳极产物的判断如果是活性电极,则电极失去电子被溶解:活性电极﹥阴离子;如果是惰性电极,则放电顺序为:S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->(NO 3-、SO 42-含氧酸根)>F -(惰性电极:C 、Pt 、Au 、Ti 等,即NO 3-、SO 42-,F -在水溶液中不放电)总结:活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->(NO 3-、SO 42-含氧酸根)>F -(3)确定电极、根据放电顺序写出电极反应式阴极:Cu 2+ +2e -= Cu(还原反应)阳极:2Cl --2e -= Cl 2↑ (氧化反应) (4)写出电解方程式:CuCl 2通电Cu+ Cl 2↑【变式训练】(1)书写用石墨做电极电解硫酸的电极方程式和电解池方程式。
(对照四步法)(2)用惰性电解Fe 2(SO 4)3和Cu(NO 3)2的混合溶液,写出电解的电极方程式。
Cu 2+ H + Cl - OH -e -e -石墨电极石墨电极CuCl 2溶液四步法总结:电解相关题目的解题逻辑步骤1:判断正负极、阴阳极:①看电源正、负极。
若与电源负极相连,为阴极;若与电源正极相连,为阳极。
②看电子(电流)流向:电子流出的为电源负极,流入的为电源正极。
(电流刚好相反)③看电极反应类型:电极失去电子,发生氧化反应,为阳极;电极得到电子,发生还原反应,为阴极。
④阴阳离子走向(异性相吸):阳离子移向的电极为阴极,阴离子移向的电极为阳极。
⑤看电极具体现象、特点分析:具体情况具体分析,大体上包括电极溶解、产生气体、析出固体……等分析。
步骤2:分析放电顺序阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->(NO3-、SO42-含氧酸根)>F-阴极:Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+(水)Al3+>Mg2+>Na+ >Ca2+> K+步骤3:书写电极反应式及总反应离子方程式:原则上是阴阳极电极反应式相加。
但注意:在书写电解池中电极反应式时,一般以实际放电的离子表示,但书写总电解质反应方程式时弱电解质要写成分子式。
步骤4:依据上述结论解答注意①电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中依靠阴阳离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。
(电子流向:电源负极→沿导线→阴极→电解溶液中离子的移动→阳极→沿导线→电源正极)②在书写电极反应式之阳极反应时,要记得先分析阳极的材料属性,若为活泼电极,则电极本身溶解。
③在书写电极反应时,最好是将阴阳电极的得失电子调为相等,便于计算。
④特殊:若电解中阳极为Fe时,其失电子称为Fe2+,而非Fe3+。
若在电解液(非熔融状态)中含Fe3+,其得电子只转化为Fe2+,而非一步转化为铁单质。
【典型例题1】1.如图所示的装置能够组成电解池的是()A B C D2.下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A.①②③④B.③④C.②③④D.③3.下图所示实验装置,下列判断正确的是()A.电子沿着Zn→a→b→Cu路径流动B.片刻后可观察到滤纸a点变红色C.乙池中溶液浓度不变D.硫酸根离子向甲池移动4.右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关的判断正确的是()A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变5.电解原理在化学工业中有广泛的应用。
如图表示一个电解池,装有电解质溶液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则电解池中X 极上的电极反应式为________。
在X极附近观察到的实验现象是________。
Y电极上的电极反应式为________,检验该电极反应产物的方法是________。
(2)如果用电解的方法精炼粗铜,电解质溶液a 选用CuSO 4溶液,则X 电极的材料是________,电极反应式为________。
Y 电极的材料是________,电极反应式为________(杂质发生的电极反应不必写出)。
【课堂练习1】1.如图所示装置中,a 、b 都是惰性电极,通电一段时间后,b 极附近溶液呈蓝色。
下列说法中不正确的是( )A .x 是正极,y 是负极B .a 极产生氢气,b 极生成I 2C .a 极和Pt 电极都有气泡产生D .U 形管中溶液的碱性增强2.电解H 2SO 4、Cu(NO 3)2、NaCl 的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )A .Cu 和Cl 2B .H 2和Cl 2C .H 2和O 2D .Cu 和O 23.电解硫酸铜溶液时,要求满足下列三点要求:①阳极质量逐渐减少;②阴极质量逐渐增加;③电解液中铜离子浓度不变。
根据这三点要求可以选用的电极是( )A .含有锌、银的铜合金作阴极,石墨作阳极B .石墨作阴极,纯铜作阳极C .纯铁作阳极,纯铜作阴极D .含有锌、银的铜合金作阳极,纯铜作阴极4.Cu 2O 是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如图所示,电解总反应为2Cu +H 2O=====电解Cu 2O +H 2↑。
下列说法正确的是( )A .石墨电极上产生氢气B .铜电极发生还原反应C .铜电极接直流电源的负极D .当有0.1 mol 电子转移时,有0.1mol Cu 2O 生成5.关于如图电解池工作时的相关叙述正确的是( )A.Fe电极作阳极,发生氧化反应B.Cl-向石墨极作定向运动C.石墨电极反应:Fe3++3e-═Fe D.电解池发生总反应:2Cl-+2Fe3+═Cl2+2Fe2+二、电解原理的应用(1)电解精炼铜①电极材料:与电源的正极相连作阳极,与电源负极相连作阴极②电解质溶液:用作电解液③反应原理:阳极比铜活泼的杂质金属锌、铁、镍等以及铜失电子被氧化,转化成离子进入溶液中,不活泼金属如金和银等沉积在阳极下面形成阳极泥,阴极Cu2+得电子被还原在阴极上析出,其它如Zn2+、Fe2+留在溶液中。
④特征:电解精炼过程中CuSO4溶液的浓度几乎不变,产品纯度高。
(2)电镀①电极材料:镀层金属(如铜)与电源的正极相连作阳极,待镀金属(如铁制品)与电源负极相连作阴极②电解质溶液:用含的电解质配成溶液(如CuSO4溶液加一些氨水)作电镀液③反应原理:阳极镀层金属(铜)失电子被氧化,转化成离子进入溶液中,阴极镀层金属离子Cu2+得电子被还原在阴极上析出。
④特征:电镀过程中电解质CuSO4溶液的浓度不变。
(3)氯碱工业——电解饱和食盐水在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。
用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如右图)。
接通直流电源后,注意观察电流表的指针是否偏转,以及小烧杯内发生的现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
注:粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
饱和食盐水电解时,电流表指针发生偏转,阴、阳极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,且阴极区溶液变红。
反应机理(反应式):①阴极;②阳极;③总反应式:;工业上用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱、氯气和氢气,并以它们为原料进一步生产一系列化工产品,称氯碱工业。
离子交换膜法电解池的组成:①阳极:石墨;②阴极:铜棒;③电解质溶液:精制的饱和食盐水;④用阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室。
在上述反应中,由于H+在阴极上得到电子而生成H2,结果阴极区溶液中OH-浓度增大而呈碱性。
电解饱和食盐水的精制基本步骤:阳离子交换膜的作用:将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而且阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。
这样既可以防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
(4)电解冶炼铝①原料:(A)冰晶石(B)氧化铝:②原理:阳极2O2--4e-=O2↑阴极Al3++3e-=Al总反应:4Al3++6O2ˉ电解4Al+3O2↑【典型例题2】1.如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置,下列说法正确的是()A.Cu2+在A极被还原B.溶液蓝色逐渐变浅C.铜片连接A极,铁制品连接B极D.A极和B极直接相连,铜片被氧化2.下列描述中,不符合生产实际的是()A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时阴极发生还原反应C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu=Cu2++2e-D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程如下图所示,完成下列填空:(1)工业食盐中含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为___________________;(2)如果粗盐中SO42−含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是________;(选填a、b、c) a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2c.BaCl2(3)在电解过程中,与电源负极相连的电极上的电极反应式为___________________;若检验与电源正极相连的电极上的气体产物,实验室中通常选用的化学试剂是__________________。