高中化学知识点规律大全16《电解原理及其应用》

1、高中化学知识点规律大全电解原理及其应用1.电解原理电解、电解池(槽 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解.借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转变为化学能的装置,叫做电解池或电解槽.构成电解池(电解槽的条件: (1有外加直流电源.(2有电解质溶液或熔融的离子化合物.(3有两个电极(材料为金属或石墨,两极材料可相同或不同: 阴极:与直流电源的负极直接相连的一极. 阳极:与直流电源的正极直接相连的一极. (4两个电极要与电解质溶液接触并形成回路.注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定,与电极材料本身的性质无关.而原电池的正、负极则由构成电极材料

2、本身的性质决定.惰性电极和活性电极 在电解时,根据电极本身是否参与氧化还原反应,可把电极分为惰性电极和活性电极两类:(1惰性电极(C 、Pt 等:只起导电作用,不参与反应;(2活性电极(除Pt 、Au 外的其余金属:当作阳极时,除起导电作用外,还失去电子变成金属阳离子进入溶液中. 电解原理阴极:阴极发生还原反应溶液中的金属阳离子或H +得电子电极的质量增加或放出H2电极本身一定不参加反应.阳极:阳极发生氧化反应活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH -失去电子电极的质量减轻或放出O 2或析出非金属单质.电子流向:外接电源(+外接电源(一电解池阴极溶液中离子定向移动电解池阳极外接电源(+

3、.电流方向:与电子流向相反. 离子的放电顺序(1在阴极上.在阴极上发生的是得电子反应,因此,电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应,发生反应的是溶液中的阳离子,它们得电子的能力顺序为: Ag +、Fe 3+、Cu 2+、H +、Pb 2+、Fe 2+、Zn 2+、(H +、Al 3+、Mg 2+、Na +、Ca 2+、K +得电子能力由易到难说明 上列顺序中H +有两个位置:在酸溶液中,H +得电子能力在Cu 2+与Pb 2+之间;若在盐溶液中,则H +位于Zn 2+与Ag +之间.(2在阳极上.首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极,若为活性电极,则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液

4、中,即:+-=-n M ne M ,此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况;若为惰性电极,溶液中的阴离子失电子的能力顺序为:NO 3-或SO 42-等含氧酸根、OH -、Cl -、Br -、I -、S 2-失电子能力由弱到强 2 归纳:(1电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液,实际上都是电解水,即:2H2O2H2+ O2(2电解无氧酸(HF除外、不活泼金属无氧酸的水溶液,就是电解溶质本身.例如:2HCl H2+ Cl2CuCl2Cu + C12(3电解活泼金属无氧酸盐溶液时,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+ H2O H2+ 碱+ 卤素单质X2(或S(4电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时

5、,电解的总化学方程式的通式可表示为:溶质+ H2O O2+ 酸+ 金属单质(5电解时,若只生成H2,pH增大.若只生成O2,则pH减小.若同时生成H2和O2,则分为三种情况:电解酸的溶液,pH减小;电解碱的溶液,pH增大;电解盐的溶液,pH不变.2.电解原理的应用铜的电解精炼、电镀铜 氯碱工业(1电解饱和食盐水溶液的反应原理.阳极电极反应式(Fe 棒:2H +2e -=H 2 (H +得电子产生H 2后,阴极区OH -浓度增大而显碱性阳极电极反应式(石墨:2C12e -=Cl 2 电解的总化学方程式:2NaCl + H 2O2NaOH + H 2+ Cl 2(2设备:离子交换膜电解槽.离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.电解槽的阳极用金属钛制成;阴极由碳钢网制成.(3阳离子交换膜的作用:把电解槽隔为阴极室和阳极室;只允许Na +通过,而Cl -、OH -和气体则不能通过.这样,既能防止生成的H 2和Cl 2相混合而发生爆炸,又能避免C12进入阴极区与NaOH 溶液作用生成NaClO 而影响烧碱的质量. (4离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程说明为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,需依次加入过量