电解池讲义.doc

电解池讲义1、定义：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叫电解池或电解槽。2、电解池的构成1、2、3、4、阴极：与电源负极相连的一极阳极：与电源正极相连的一极装置：电极反应式：阳极： (氧化)阴极： (还原)总电极方程式：_放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。3、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)的过程叫电解。所以电解质导电的实质便是电解电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+ ？4离子的放电顺序阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 阳极(1)是活性电极时：电极本身溶解放电(2) 是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F-练习：电解氯化铜、硫酸铜、盐酸、硫酸、氢氧化钠、氯化钠溶液的电极方程式。5、电解质溶液的电解规律（惰性电极）被电解的物质电解质实例阴极阳极总方程式溶液的pH备注H2O强碱的含氧酸盐Na2SO4电解质起导电作用，其量不变，水减少，电解质浓度增大含氧酸H2SO4强碱KOH电解质自身弱碱的非含氧酸盐(氟化物除外)CuCl2相当于电解质分解，水不参加反应非含氧酸（HF除外）HBr电解质自身和水强碱的非含氧酸盐NaCl产生碱或酸弱碱的含氧酸盐CuSO46、电解原理的应用氯碱工业如电解饱和食盐水可制得NaOH、Cl2、H2，而电解稀NaCl溶液可制备NaClO。2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2电镀 电镀时，一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极，而用镀层金属为阳极，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，并在阴极上被还原成金属析出。电镀铜规律可概括为“阳极溶解，阴极沉积，电解液不变”镀件电镀与一般的电解本质相同，但在电极材料、电极反应（是同种金属的得失电子，宏观上无新物质生成）、溶液浓度（电解过程浓度一般会发生变化，但电镀则不变）的变化等均有差别。铜的电解精炼原理：电解时，用粗铜板作阳极，与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极，与电源的负极相连，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作电解液。CuSO4溶液中主要有Cu2+、SO、H+、OH-，通电后H+和Cu2+移向阴极，并在阴极发生Cu2+2e-=Cu；OH-和SO移向阳极，但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电，主要为阳极（活泼及较活泼金属）发生氧化反应而溶解，阳极反应：Cu-2e-=Cu2+。电解过程中，比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解，此时阴极仍发生Cu2+2e-=Cu，这会导致电解液中硫酸铜的浓度不发生变化；Ag、Au不如Cu易失电子，Cu溶解时它们以阳极泥形式沉积下来，可供提炼Au、Ag等贵金属。结论：该过程实现了提纯铜的目的。电解法冶炼金属一些较活泼的金属常用电解的方法冶炼，如Na、Mg、Al等金属（这是因为这些金属的阳离子的氧化性很弱，难以找到经济实用的还原剂，从这个意义上看，电源的负极是最强的还原剂）。 例如：用石墨作电极电解熔融的氧化铝原料 由铝土矿提纯得到纯Al2O3设备 原理 在熔化条件下 Al2O3=2Al3+3O2阴极 4Al3+12e=4Al 阳极 6O212e=3O2总反应式 注意：冰晶石作熔剂，降低Al2O3的熔点；电解过程中，定期补充阳极碳块；由铝矾土制备纯Al2O3。7、电解时电极反应式的书写（1）看电极。主要是看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化发生氧化反应。阴极一般不参与电极反应。（2）看离子。搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子，根据放电顺序书写电极反应式。（3）水溶液中始终有H+和OH-，放电顺序中H+和OH-之后的离子一般不参与电极反应。例如：电解CuCl2溶液的电极反应分析：如图所示：看电极。石墨做电极，两极都不反应。看离子。溶液中存在的离子为Cu2 Cl OH H ；阳离子放电顺序Cu2 H 故 Cu22e= Cu；阴离子放电顺序Cl OH 故2Cl2e= Cl2总方程式为：CuCl2 CuCl2典型例题例1用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量是（ ）A27mg B54mg C108mg D216mg例2如图所示A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸，a、b为两张紧贴在滤纸上的铂片，并用导线和直流电源M、N两极相连接，通电后，在a周围观察到无色溶液变为蓝色。（1）电源哪一个极是正极？哪极是负极？（2）b周围可观察到什么现象？为什么？例3若在铁片上镀锌，以下叙述中错误的是（ ）A可把铁片与电源的正极相连B电解质必须用含有锌离子的可溶性盐C锌极发生氧化反应D铁极的电极反应式为Zn2+2e-=Zn例4串联电路中的四个电解池分别装有0.1molL-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（ ）ACuCl2 BNaCl CAgNO3 DKNO3例5将两个铂电极插入500mL CuSO4(aq)中进行电解，