知识讲解_电解规律_基础
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电解池: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,电子不进溶液)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+ >H+(指水电离的)>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-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。
电解质水溶液点电解产物的规律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↑☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。
化学“电解池”基础知识详解一、电解池的基本概念:1、电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属,是将电能转化为化学能的一个装置(构成:外加电源,电解质溶液,阴阳电极)。
使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴,阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、通过电流使电解质溶液发生电解反应的装置。
电解池的主要部件:电源(直流电)、电解质溶液(含有可以导电的离子)、电极(插入电解质溶液中,导电并发生氧化还原反应)。
3、电解池的反应原理:在电解池中,电流通过电解质溶液时,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,从而形成电流。
在电极上,发生氧化还原反应,电子通过导线从电源流向电解池。
二、电解定义:1、电解是使电流通过电解质溶液(或者是熔融的电解质)而在阴、阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、电解过程中的能量转化(装置特点)阴极一定不参与反应不一定是惰性电极;阳极不一定参与反应也不一定是惰性电极。
三、反应条件:1、连接直流电源2、阴阳电极:与电源负极相连为阴极;与电源正极相连为阳极。
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。
四、电极反应:1、电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
2、物质在阳极上失去电子,发生氧化反应。
3、阳极反应式:简记为阳氧;与电源的负极相连的电极成为阴极。
物质在阴极上得到电子,发生还原反应。
4、阴极反应式:简记为阴还(阴还)。
五、分析电解过程的思维程序:1、⾸先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
2、再分析电解质⾸溶液的组成,找全离⾸并分阴、阳两组(不要忘记⾸溶液中的H+和OH-)。
3、然后排出阴、阳两极的放电顺序:①、阴极:阳离⾸放电顺序Ag+→Fe3+→Cu2+→H+(酸)→Fe2+→Zn2+→H+(⾸)→Al3+→Mg2+→Na+→Ca2+→K+。
②、阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离⾸。
4、分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原⾸守恒和电荷守恒。
高中化学电解池知识点归纳高中化学电解池学问点归纳1高中化学电解池学问点一、电解的原理1.电解定义在电流作用下,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。
2.能量转化形式电能转化为化学能。
3.电解池(1)构成条件①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融盐)。
③形成闭合回路。
4.分析电解过程的思维程序(1)首先推断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要遗忘水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电挨次阴极:阳离子放电挨次:Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(水)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。
阳极:活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子。
(4)分析电极反应,推断电极产物,写出电极反应式,要留意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最终写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式:2Cl--2e-=Cl2(氧化反应)阴极反应式:2H++2e-=H2(还原反应)(2)总反应方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2离子反应方程式:2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2(3)应用:氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
2.电镀以金属表面镀银为例,(1)镀件作阴极,镀层金属银作阳极。
(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
(3)电极反应:阳极:Ag-e-=Ag+;阴极:Ag++e-=Ag。
(4)特点:阳极溶解,阴极沉积,电镀液的浓度不变。
3.电解精炼铜(1)电极材料:阳极为粗铜;阴极为纯铜。
(2)电解质溶液:含Cu2+的盐溶液。
(3)电极反应:阳极:Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+;阴极:Cu2++2e-=Cu。
4.电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
高考总复习电解应用【考纲要求】1.巩固电解池的工作原理和电解规律。
2.了解电解原理在氯碱工业、电镀、电冶金属等方面的应用。
【考点梳理】考点一:氯碱工业1.定义工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
2.电解饱和食盐水(1)反应原理饱和食盐水成分:溶液存在Na+、Cl-、H+、OH-四种离子。
电极反应式:阴极:2H++2e-=H2↑(还原反应);阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)。
电解总化学方程式:(2)实验简易装置如图所示在烧杯里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。
用导线把铁钉、石墨捧、电流表接在直流电源上。
观察现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
(3)实验现象阳极(石墨棒)上有气泡逸出、该气体呈黄绿色,有刺激性气味,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝;石墨棒附近的溶液由无色变为黄绿色。
阴极(铁钉)上逸出气体,该气体无色、无味;阴极附近的溶液由无色先后变为浅红色、红色,且红色区域逐渐扩大。
要点诠释:①阴极区域变红原因:由于H+被消耗,使得阴极区域OH-离子浓度增大(实际上是破坏了附近水的电离平衡,由于K W为定值,c(H+)因电极反应而降低,导致c(OH-)增大,使酚酞试液变红)。
②湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因:氯气可以置换出碘化钾中的碘,Cl2+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉变蓝。
3.生产过程(1)NaCl溶液的精制粗盐中含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,会影响NaCl溶液的电解。
精制食盐水时经常加入BaCl2、Na2CO3、NaOH等,使杂质成为沉淀,过滤除去,然后加入盐酸调节盐水的pH。
粗盐(含泥沙、①加入NaOH,除去Mg2+、Fe3+②加入BaCl2,除去SO42―阳离子精制要点诠释:除杂质时所加试剂的顺序要求是:①Na2CO3必须在BaCl2之后,以除去Ca2+和前面引入的Ba2+等;②过滤之后再向滤液中加入盐酸,以免沉淀重新溶解。
高一必修二化学电解池知识点电解池是一个重要的概念,在化学学习中具有重要的地位。
电解池是通过电解来实现物质的分解或合成的装置。
在高一必修二的化学课程中,我们学习了一些关于电解池的基本知识点。
本文将就这些知识点进行详细讲解,帮助大家更好地理解和应用电解池的相关概念。
一、电解池的基本结构电解池由两个电极和电解质溶液组成。
电极分为阳极和阴极,它们通过电解质溶液相互连接。
阳极是电解质溶液中发生氧化反应的电极,阴极则是发生还原反应的电极。
在电解池中,阳极和阴极的位置和性质十分重要,它们在电解过程中起到关键作用。
二、电解质溶液的选择在电解过程中,选择合适的电解质溶液对于实现预期的反应非常重要。
电解质溶液中的离子能够在电场的作用下迁移,从而引发化学反应。
常见的电解质包括盐类、酸和碱。
选择不同的电解质溶液可以实现不同的电解反应,可以通过实验来验证和观察反应过程。
三、电解反应的规律在电解过程中,发生的反应符合化学反应的一般规律。
根据纳什方程(Faraday's laws of electrolysis),电解反应的物质量与通过电解的电荷量成正比。
这个规律可以用来计算电解过程中产生的物质的量,也可以用来推断电解反应所需的电荷量。
四、电解过程中的电极反应电解池中的阳极和阴极上会发生电极反应。
阳极的反应通常是氧化反应,也就是物质失去电子。
而阴极的反应则是还原反应,物质获得电子。
这两个反应是相互联系的,通过电解质溶液中的离子迁移来实现物质的分解或合成过程。
五、电解池中的氧化还原反应电解池中的氧化还原反应是一种重要的电化学反应。
在电解过程中,阳极上发生的反应是氧化反应,而阴极上发生的是还原反应。
氧化反应一般涉及阳离子的氧化,而还原反应则涉及阴离子的还原。
这些反应可以通过研究元素的电极电位和标准电极电位来预测和推断。
综上所述,高一必修二化学课程中对于电解池知识点的学习十分重要。
电解池是通过电解来实现物质的分解或合成,它由阳极、阴极和电解质溶液组成。
高考总复习电解原理和规律【考点梳理】考点一:电解原理1.电解的定义: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叫电解。
电解是最强有力的氧化还原手段,可将不能自发进行的氧化还原反应得以发生。
2.电解池的装置特点:有外接电源,将电能转化为化学能。
3.形成条件:(1)与电源两个电极相连;(2)电解质溶液(或熔融的电解质);(3)形成闭合回路。
4.阴阳极的判断及反应:考点二:原电池与电解池的比较考点三:电解规律1.电极材料(1)活性电极:既导电又能反应(针对阳极,指金属活动顺序表Ag及Ag以前的金属。
)(2)惰性电极:只导电不溶解(惰性电极一般指金、铂、石墨电极,而银、铜等均是活性电极。
)2.离子放电顺序(1)阳极:阴离子放电顺序(活性金属)>S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—(实际上在水溶液中的电解,OH—后面的离子是不可能放电的,因为水提供OH—的会放电)(2)阴极:阳离子放电顺序阴极本身被保护,直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸中)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水中)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
要点诠释:阴阳离子在两极上放电顺序复杂,与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关,不应将放电顺序绝对化,以上仅是一般规律。
3.电极反应式和电解总方程式(1)电极反应式的书写①首先判断阴、阳极,分析电极材料,判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。
阳极为金属活性电极时,电极材料放电。
②再分析溶液中的离子种类,根据离子放电顺序,分析电极反应,并判断电极产物,写出电极反应式。
③电解水溶液时,应注意放电顺序中H+、OH―之后的离子一般不参与放电反应。
(2)电解化学方程式的书写①必须在长等号上标明“电解”。
②仅是电解质被电解,电解化学方程式中只写电解质及电解产物。
如电解CuCl2溶液:CuCl2电解Cu+Cl2↑③仅有水被电解,只写水及电解产物即可。
电解规律一、电解规律电解电解质溶液,产物主要取决于阳极材料和电解质溶液阳离子的氧化性和阴离子的还原性的强弱。
也和溶液的离子浓度、电流强度有关。
氧化性:Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+还原性:Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3-1、以惰性电极(Pt或石墨)电解电解质溶液的规律:电解不活泼金属的无氧酸盐或无氧酸,实际上是电解电解质本身;电解活泼金属的无氧酸盐,实际上是电解水中的氢离子和电解质中的阴离子;电解不活泼金属的含氧酸盐,实际上是电解水中氢氧根离子和电解质的阳离子;电解活泼金属的含氧酸盐或含氧酸或碱,实际上是电解水,活泼金属的含氧酸盐或①CuCl2Cu+Cl2↑②2HCl H2↑+Cl2↑③2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑③2H2O2H2↑+O2↑④2CuSO4+2H2O2Cu+H2SO4+O2↑2、以非惰性电极(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Ag等,K、Ca、Na、Mg、Al太活泼,一般不作电极,Hg在常温下为液态,一般也不作电极)作阳极,电解电解质溶液,阳极金属本身发生氧化反应。
主要运用于电镀和精炼。
①电镀原理:以镀层金属作阳极,以待镀金属作阴极,以镀层金属的可溶性溶液为电解质溶液进行电解,形成的电解池又叫电镀池。
例如,在铜表面镀银,以银作阳极,以铜作阴极,以AgNO3溶液为电解液。
阳极:Ag-e-Ag+,阴极:Ag++e-Ag。
电镀过程中,电解质溶液的浓度不变,PH值不变。
②精炼原理:以粗金属作阳极,以纯金属作阴极,以纯金属的可溶性溶液为电解质溶液,形成的电解池又叫精炼池。
例如,精炼铜,以粗铜为阳极,以纯铜为阴极,以CuSO4溶液为电解液。
阳极:Cu-2e-Cu2+,(比铜要活泼的杂质如Zn、Ni、Cd也参加反应,比铜不活泼的金属不参加反应,形成阳极泥。
水的电解知识点总结水的电解可以通过直流电或者交流电来进行。
在直流电解中,正极产生氧气,负极产生氢气。
而在交流电解中,由于正负极不断变化,因此氧气和氢气的产生区域也不断交替。
水的电解反应可以用如下方程式表示:2H2O(l) → 2H2 (g) + O2 (g)其中,(l)代表液态状态,(g)代表气态状态。
1.电解原理电解是通过外加电力使电极间发生的化学反应。
其基本原理是外电源的电能把电极间的化学能转变成化学反应的能量。
2.电解概念及特点电解是把电能转化为化学能的过程。
电解实验使化学反应与电能相联系。
通过电解,有时可以得到较困难获得的化合物。
电解的一个重要特征是,它是在电极上进行的。
电解产物的种类和产生量与传递给电解质的电流量成正比。
3.电解的三大基本规律1)通电时间与电积物量成正比规律电解质通电时间的长短,对电积物产生的影响,符合电解的通电时间与电积物量成正比的规律。
2)通电电流强度与电积物量成正比规律通电电流的大小对电积物产生的影响,符合电积电流强度与电积物量成正比的规律。
3)通电时在同一电解质放电的组成方面电当量关系规律通电时在同一电解质放电的组成方面的定成关。
产物的放有固定的化学比例。
4. 水的电解水的电解是指过程结束水电解为氢气和氧气。
在电解时,在电解槽的阳极上产生氧气(O2),在阴极上产生氢气(H2)。
水的电解能够生产氢气和氧气。
这是一种非常重要的分解水的方法。
在实际应用中,水的电解可以用来制取氢气和氧气。
5.仪器装置插图电解实验仪器装置为:电源、电解槽、电解质溶液和两根电极(通用电极有铂、银、铁、镍)1)电源:电解实验的电源通常为干电池或直流稳压电源。
2)电解槽:一般为玻璃或塑料小槽,有两个电极槽,每个槽中都装满电解质溶液3)电解质溶液:电解质是能够导电的化合物溶液。
4)两根电极:一般使用铂或金作为电极材料。
6.实验内容与操作实验内容:研究电解的通电时间与电积物量成正比的规律,以电解水为例。
初三化学电解知识点
电解是将电能转化为化学能的过程,在化学分析、制药、金属提取等方面有重要应用。
以下是初三化学电解方面的重点知识点:
电解质
1. 定义:能在溶液中导电的化合物被称为电解质。
2. 区别:按电离程度,电解质可分为弱电解质和强电解质;按化学性质,电解质可分为无机电解质和有机电解质。
电解原理
1. 定义:电解是利用电流使有色离子在电极上析出或还原的化学变化过程。
2. 电解液:指可以被电解的溶液或熔融的电解质。
3. 电极反应:其物质的氧化还原反应被称为电极反应。
在阳极上发生氧化反应,阴离子从溶液中得到电子,变成自由的原子或离子;在阴极上发生还原反应,阳离子从溶液中失去电子,变成自由的原子或离子。
电解槽
1. 定义:电解质在电解槽中进行电解。
2. 电解槽的构成:电解槽是由电解池、电极和电源组成的。
3. 应用:电解槽广泛应用于电镀、铝和铜的提取等行业。
电解实验
1. 实验目的:了解电解的基本原理和电解过程中产生的各种现象。
2. 实验要求:在实验室安全规范的前提下,仔细操作、认真记录实验实现的过程和结果,发现问题及时解决。
初三学生可以通过设计实验、观察现象、归纳总结等多种方式
掌握电解的相关知识,提高综合素质和实践水平。
以上就是初三化学电解方面的重点知识点,希望对您有所帮助。
化学高考电解池知识点归纳在化学的学习中,电解池是一个重要的概念和知识点。
电解池是指由两个电极和电解液组成的装置,通过外加电压,可以实现化学反应。
在高考中,电解池是一个常见的考点,掌握电解池的相关知识对于解答试题具有重要意义。
本文将对电解池的相关知识做一个归纳总结。
首先我们来介绍电解池的基本构成。
电解池由阳极、阴极和电解质三部分组成。
阳极一般指电解质溶液中的氧化反应发生的电极,而阴极指电解质溶液中的还原反应发生的电极。
电解质则是连接两个电极的介质,其中包含着可离子化的溶剂和溶质。
电解池的工作原理是外加电压通过电解质,使得阳极和阴极上发生化学反应。
阳极上的化学反应通常是氧化反应,即阴离子(阴极)失去电子生成中性原子或者分子。
阴极上的化学反应则是还原反应,即阳离子(阳极)获得电子并生成中性原子或者分子。
这两个反应通常是同步进行的,构成了一个完整的电解过程。
在电解过程中,有一些基本的规律需要我们注意。
首先是电解质的种类与电解过程之间的关系。
不同的电解质溶液中,电解过程的特点有所不同。
例如,当电解质是强酸或强碱的溶液时,溶液中的阴极和阳极所发生的化学反应都会变化。
而当电解质是弱酸或弱碱的溶液时,电解过程则相对较为简单,可以通过推导电解方程式来求解。
另一个需要注意的规律是电解过程中的电解方程式。
电解方程式是描述电解过程中各种离子、分子和电子生成、交换的方程式。
根据反应特点和电解质的溶解程度,可以通过观察电解实验结果以及化学反应的平衡条件来推导出电解方程式。
在高考中,对于电解方程式的掌握是很重要的。
除了以上的基本知识,电解过程中还有一些特殊的现象和规律需要我们了解。
例如电解过程中的气体产生现象。
当电解质中存在可溶性气体的时候,在阴极上会产生气泡,而在阳极上则不会产生气泡。
这是因为在电解的过程中,可溶性气体的阴离子在接近阴极时会接受电子还原成气体。
还有电解质溶液中的颜色变化现象,这是由于电解质溶液中存在可以发生氧化还原反应的离子或分子,其在电解过程中会发生颜色的改变。
五:电解池一:电解中的基本知识点:1.电解的概念:使电流通过电解质溶液(熔融电解质)在阴阳两极引起氧还的过程。
2.电解池概念:将电能转化为化学能的装置。
3.电解池构成条件:直流电源;闭合回路;电解质溶液;两电极:活性电极(作为阳极优先放电,作为阴极只起导电的作用)惰性电极(石墨、Pt、Au;不反应,只起导电作用)4.阴阳极的判断:(依托氧化还原角度)阳极发生氧化反应---失去电子;阴极发生还原反应-----得到电子;注:一定依据此本质去判断阴阳极,不要依据某些现象或离子移动来判断,抓住本质,阴阳极的判断是做电解池题目的基础,一定要很快且熟练判断。
5.电解池中阴阳离子及电子的移动:阳离子移向阴极;阴离子移向阳极;电子不会出现在水溶液中,电子的移动方向从溶液中的阴离子开始失去电子到阳极,阳极到电源的正极,正极到负极,负极到阴极,阴极给到溶液中的阳离子。
二:电解规律:电解阴阳离子放电顺序及电解后的产物:(自己照着辅导书补充,并书写每个离子放电后的产物)阳离子放电顺序:阴离子放电顺序:电解规律:电解水型:H2SO4、Na2SO4、NaOH等;电解电解质型:HCl、CuCl2等;放氢生碱:NaCl;放氧生酸:CuSO4电解池复原问题:正常电解的复原问题和过度电解的复原问题。
原则:缺啥补啥。
注意过度电解的情况复原问题。
过度电解复原问题:如电解硫酸铜需加入碱式碳酸铜使之复原。
电解后PH的变化:若判断某一极附近PH的变化依据方程式中的H+和OH-的位置,若判断整个电解液的PH变化需要依据电解总反应方程式中H+和OH-的位置,同时都要注意的是没有H+和OH-的变化还要考虑水的生成或消耗问题。
三:电极方程式的书写:正常放电顺序中的阴阳离子放电的方程式一定要会写,尤其是氢氧根的放电方程式。
陌生的电极方程式的书写依据以下的步骤即可:首先确定该电极的放电反应物,然后依据题干意思确定放电的生成物,通过两个物质的化合价变化标注得失电子的数目,然后调整电荷守恒(酸性用氢离子,碱性用氢氧根),最后配原子守恒。
电解的原理【基础知识】 一、电解的原理 1、实验现象: 现象分析:2、电解池的两个极的确定3、活动电电极和惰性电极4、电解池内部离子定向移动的方向5、电解池两个极发生的反应6、电解的概念7、电解池8、离子放电顺序10、电镀:目的使金属增强抗腐蚀能力,增加美观和表面硬度。
待镀金属作 极,镀层金属作 极,含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。
如:电镀铜,阳极反应,阴极反应 ,电镀液 , 电解前后电解质的浓度 。
11、精练铜: 作阳极, 作阴极,电解质为 。
粗铜中含有Zn 、Fe 、Ag 、Au 等杂质,阳极泥中会有 。
电解质的浓度有无变化? 12、氯碱工业:①.电极材料:阳极 ,阴极 。
②电极反应及总反应: 。
阳极 , 阴极 , 阴极周围PH 。
③设备:立式隔膜电解槽④粗盐水的精制:粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、SO 42-等杂质,为了有效的除去Ca 2+、Mg 2+和SO 42-,可加入的试剂依次是 。
CuCl 23、冶炼Na 、Mg 、Al 等较活泼的金属: 反应原理分别是;; 。
14:电解总结:阳极:发生氧化反应 ,还原性强的先反应。
还原性顺序为:活性电极>S 2—>I —>Br —>Cl —>OH ->含氧酸根离子>F —阴极:发生还原反应, 氧化性强的先反应。
Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K +>活性电极 注意:(1)阳极若是活性电极,则是活性电极失去电子被氧化,若为惰性电极则考虑阴离子放电 (2)阴极任何时候都是阳离子放电 【典型例题】 【例1】(2004,上海)右图是电解CuCl 2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 【例2】写出右图的电极反应(电解质溶液为NaCl 溶液)阴极:【例3可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+)A .阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2+ + 2e —= Ni B .电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C .电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+ 和Zn 2+D .电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt 【例4】铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
一、离子的放电顺序电解时,阴离子在阳极失去电子而被氧化,阳离子在阴极获得电子而被还原。
我们把阴阳离子失去或获得电子的氧化还原过程叫做离子的放电。
(1)电解电解质水溶液时,阳极放电顺序为:活泼金属阳极(Au、Pt 除外)>S2->I-> Br->Cl->OH-> 含氧酸根离子和Fˉ。
即位于前边的还原性强的微粒优先失去电子。
只要有水,含氧酸根离子和F-就不能失去电子。
若阳极是活泼或较活泼金属时,一般是电极的金属失去电子,而不是电解液中阴离子放电。
(2)电解电解质水溶液时,阴极放电顺序为:Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>Pb2+> H+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+> Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
阳离子放电,其顺序大体可参照金属活动顺序来推断。
位于金属活动顺序表后面的金属,其对应的阳离子优先得到电子。
二、酸碱盐水溶液的电解规律根据离子的放电顺序,若采用惰性电极电解酸碱盐的水溶液,有以下四点规律.(1)电解无氧酸(HF除外)或不活泼金属无氧酸盐的水溶液时,其实质是电解质发生分解反应。
如电解CuCl2溶液时:阴极:Cu2++2e-=Cu阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:CuCl2Cu+Cl2↑(2)电解某些强含氧酸、强碱、某些活泼金属含氧酸盐的水溶液时,实际上是电解水。
如,电解H2SO4溶液时:阴极:4H++4e-=2H2↑阳极:2OH--4e-=2H2O+O2↑总反应:2H2O 2H2↑+O2↑(3)电解活泼金属无氧酸盐的水溶液时(如NaCl、KBr),电解质和水都参加反应,阳极产物是非金属单质,阴极产物是H2同时生成碱(OH-)。
如电解NaCl溶液时:阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e-=Cl2↑总反应:2NaCl+2H2O2NaOH +H2↑+Cl2↑(4)电解某些不活泼金属含氧酸盐的水溶液时(如CuSO4 、AgNO3),电解质和水都参加反应,阴极产物是不活泼金属单质,阳极产物是O2同时生成酸(H+)。
电解规律编稿:宋杰审稿:张灿丽【学习目标】1、通过电解装置中离子或者电极的放电顺序,能正确地判断阴极和阳极,分析电解产物;2、进行有关电化学的简单计算。
【要点梳理】要点一、电解时电极产物的判断1.阳极产物的判断。
首先看电极,如果是活性电极(除Au、Pt、石墨以外的材料作电极),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中阴离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序加以判断。
阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(SO42-、NO3-等)。
2.阴极产物的判断。
直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(H+浓度较大时)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(H+浓度较小时)>Al3+>Mg2+。
要点诠释:(1)离子的放电顺序主要取决于离子的本性,但还与其他的因素有关(如离子的浓度、溶液的酸碱性等),如在电镀条件下Fe2+、Zn2+的放电顺序在H+之前。
(2)阳离子的放电顺序基本上与金属活动性顺序相反,即越活泼的金属,其阳离子越难结合电子,但需注意:Fe3+氧化性较强,排在Cu2+之前。
【高清课堂:电解规律#电解规律】要点二、酸、碱、盐溶液电解规律要点诠释:(1)用惰性电极电解电解质溶液时,首先要全面分析电解质溶液的组成.找全离子并分为阴、阳离子两组,然后排出阴、阳离子的放电顺序,写出两极上的电极反应式,根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。
(2)若阴极为H+放电,则阴极区c (OH-)增大;若阳极为OH-放电,则阳极区c (H+)增大;若阴、阳极同时有H+、OH-放电,相当于电解水,电解质溶液浓度增大。
(3)用惰性电极电解时,若使电解后的溶液恢复原状态,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少”的原则,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物,例如电解CuSO4溶液,发生反应2CuSO4+2H2O电解2Cu+O2↑+2H2SO4,若使溶液恢复原状态,可向溶液中加入CuO,若加入Cu(OH)2(可拆写成CuO·H2O)会使溶液中水量增多,CuSO4溶液被稀释,其他如电解NaOH溶液——加H2O,电解食盐水——通入HCl气体等。
要点三、电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。
不论哪类计算,均可概括为下列三种方法:1.根据电子守恒法计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等(或阴、阳两极得、失电子守恒)2.根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。
3.根据关系式计算:根据得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。
要点诠释:电解的计算:首先正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料);注意溶液中多种离子共存时,要根据离子放电顺序确定离子放电的先后;最后根据得失电子守恒进行相关计算。
【典型例题】类型一、电解质溶液的电解规律例1(2015 衡水模拟)如图为将CO2电催化还原为碳氢化合物的工作示意图,用一种钾盐的水溶液作电解质。
下列说法中不正确的是()A.工作时,铜片作阴极B.工作时,K+向铜片电极移动C.工作时,铂片上的电极反应式为2H2O-4e-====O2↑+4H+D.若C x H y为C2H4,则生成1 mol C2H4的同时可生成2 mol O2【思路点拨】根据电子流向判断阴、阳极是解决问题的关键。
【答案】D【解析】工作时,铜片作阴极,铂片作阳极,K+向阴极移动,阳极发生的反应是水失电子生成O2,故A、B、C正确;由得失电子守恒可知,生成1 mol C2H4时,转移12 mol电子,故同时可生成3 mol O2。
【总结升华】电极反应规律:(1)阴极:得电子,还原反应。
(一般)电极本身不参加反应;一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子。
(2)阳极:失电子,氧化反应。
若为金属(非惰性,Au、Pt除外)电极,电极失电子;若为惰性电极,电解质溶液中阴离子“争”失电子。
举一反三:【变式1】pH=a的某电解质溶液中,插入两只惰性电极,通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是()。
A.NaOH B.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO4【答案】A【高清课堂:电解规律#例1】【变式2】用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法不正确的是A.当电池负极消耗m g气体时,电解池阴极有m g气体生成B.电解池的阳极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑C.反应后,电池中n(KOH)不变;电解池中溶液pH变大D.电解后,c(Na2SO4)不变,且溶液中有晶体析出【答案】C类型二、电解的有关计算例2 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。
则电解过程中转移的电子的物质的量为()。
A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol【思路点拨】本题考查电解池中电极反应情况,在本题中,电解硫酸铜时,阳极生成的氧气,阴极开始生成的是铜,后来生成的是氢气。
【答案】D【解析】由电解CuSO4溶液的反应的化学方程式2CuSO4+2H2O电解2Cu+O2↑+2H2SO4知,电解过程中只析出Cu和放出O2,故电解后加入CuO就可以复原。
但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原,说明电解过程中不仅有CuSO4被电解,还有H2O被电解。
0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,由电子守恒0.1 mol CuO~0.1 mol Cu~0.2 mol e-,0.1 mol H2O~0.1 mol H2~0.2mol e-,即共计0.4 mol e-。
【总结升华】解答有关电解的计算,注意离子或者电极放电情况,分析电极放电顺序,最常用的是电荷守恒法以及差量法解答。
例3(2015 西安中学一模)如下图所示,若电解5 min时,测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答:(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时,B中共收集到224 mL(标准状况)气体,溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前c (CuSO4)=________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,则电解后溶液的pH=________。
【思路点拨】①电解混合溶液时要注意电解的阶段性。
②电极反应式和总电池反应式、电解产物与转移电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。
【答案】(1)负(2)0.025 mol·L-1(3)13【解析】(1)铜极增重,说明银在铜极析出,则铜极为阴极,X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g,即析出0.02 mol Ag,线路中通过0.02 mol电子。
由4e-~O2,可知B中产生的O2只有0.005 mol,即112 mL。
但B中共收集到224 mL气体,说明还有112 mL是H2,即Cu2+全部在阴极放电后,H+接着放电产生了112 mL H2,则通过0.01 mol电子时,Cu2+已完全变为Cu单质。
由2e-~Cu,可知n (Cu2+)=0.005 mol,则:c (CuSO4)=0.005 mol÷0.2 L=0.025 mol·L-1。
(3)由4e-~4OH-知,A中生成0.02 mol OH-,则:c (OH-)=0.1 mol·L-1,pH=13。
【总结升华】电解过程中溶液pH [或c (H+)]变化的判断方法有两种:一是利用电解类型进行判断,如H2SO4(aq)、NaOH(aq)的电解,实际上是电解水,因此pH分别减小和增大;二是直接利用电极反应进行判断,比较阴、阳两极析出产物的物质的量之比,既可通过电解化学方程式中的化学计量数作比较,亦可通过电子转移守恒关系作比较。
举一反三:【变式1】(2015 福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是()。
A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为:3CO2 + 16H+-18e-= C3H8O+4H2O【答案】B【解析】A.该装置将电能和光能转化为化学能,错误。
B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,该装置工作时,H+从阳极b极区向阴极a极区迁移,正确。
C.该反应的总方程式是:6CO2-8H2O=2C3H8O+9O2。
根据反应方程式可知,每生成1mol O2,有2/3mol CO2被还原,其质量是88/3 g,错误。
D.a电极为阴极,发生还原反应,电极的反应式为:3CO2+18H++18e- = C3H8O+5H2O,错误。
【高清课堂:电解规律#例4】【变式2】以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液,电解过程中电子转移物质的量n(e-)与产生气体体积V(g)(标准状况)的关系如下图所示(忽略溶液体积的变化)。
下列说法中,正确的是(1)电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为_____mol/L(2)当n(e-)=0.4 mol时,c(H+)为________ mol/L(3)当n(e-)=0.6 mol时,V(H2)∶V(O2)=_________。
【答案】(1)1mol/L(2)2mol/L(3)2:3。