高中化学电解池原理及其应用知识点

第第1页共8页电解池原理电解池：电解：使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化复原反响的过程叫电解。装置：电解池(电解槽)特点：将电能转化为化学能。形成条件：①与电源相连的两个电极，②电解质溶液或熔融电解质，③形成闭合回路阴离子放电挨次：S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F-阳离子放电挨次：电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发pH①假设电解时阴极上产生H2〔消耗H+〕，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；②假设阴极上无H2，阳极上产生O2pH值减小；③假设阴极上有H2，阳极上有O2，且〔相当于电解水〕，则有三种状况：apHbpHcpH④假设阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液〔CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性〕，一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。电解反响类型：从参与反响的物质来分电解反响可分成五类：①H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。②溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化复原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。③硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。④氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。⑤电镀型：镀层金属作阳极，阳极反响是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反响是：Mn++ne-=M。〔电解精炼与电镀，实质上是一样的〕原电池、电解池、电镀池的比较:电解精炼铜精炼铜:要求反响原理如以下图所示：电解的其他应用电解的其他应用:CuSO4溶液阴极：Cu2++2e-=Cu阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O总反响式：2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+电解后溶液pH变小，加氧化铜可恢复原溶液CuSO4CuSO4电解Na2SO4溶液阴极：2H++2e-=H2↑阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O总反响式：2H2O 2H2↑+O2↑Na2SO4溶液电解的实质：电解水电解后溶液PH不变用惰性电极电解电解质溶液的规律:高中化学电解池学问点高中化学电解池学问点电解的原理电解的原理电解定义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响和复原反响的过程。能量转化形式电能转化为化学能。电解池构成条件构成条件①有与电源相连的两个电极。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。分析电解过程的思维程序首先推断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。首先推断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。第6页第6页共8页HOH-)。然后排出阴、阳两极的放电挨次阴极：阳离子放电挨次：阴极：阳离子放电挨次：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。>Na+>Ca2+>K+。阳极：阳极：活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。分析电极反响，推断电极产物，写出电极反响式，要留意遵循原子守分析电极反响，推断电极产物，写出电极反响式，要留意遵循原子守恒和电荷守恒。恒和电荷守恒。最终写出电解反响的总化学方程式或离子方程式。电解原理的应用电解原理的应用电解饱和食盐水电解饱和食盐水电极反响电极反响阳极反响式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反响)阳极反响式：2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反响)阴极反响式：2H++2e-=H2↑(复原反响)总反响方程式总反响方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑离子反响方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。电镀第7页共第7页共8页以金属外表镀银为例，以金属外表镀银为例，镀件作阴极，镀层金属银作阳极。镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。电极反响：阳极：Ag-e-=Ag+;阳极：Ag-e-=Ag+;阴极：Ag++e-=Ag。特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。电解精炼铜电解精炼铜电极材料：阳极为粗铜;阴极为纯铜。电极材料：阳极为粗铜;阴极为纯铜。电解质溶液：含Cu2+的盐溶液。电极反响：阳极：阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Cu-2e-=Cu2+;阴极：Cu2++2e-=Cu。电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属NaCaMgAl等。冶炼钠2NaCl2Na+Cl2↑第8第8页共8页电极反响：电极反响：阳极：2Cl-