2022年选修电解池基本知识点归纳总结 .pdf

YCC 2014/1/1 1电解池及电化学防护1原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例定义借助活泼性不同的两种电极发生的氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置。借助外加电流引起的（非自发的）氧化还原反应，将电能转化为化学能的装置。原理利用氧化还原反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。在外加直流电源的作用下，电解质的阴阳离子在阴阳两级发生氧化还原反应的过程。形成条件电极：活泼性不同的两种导体相连；电解质溶液：能与电极反应；形成闭合回路；能自发进行的氧化还原反应。电源（直流电源） ；电极（惰性或活性电极）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；离子移向阴离子移向阴极，阳离子移向阳极。阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。电极反应负极： Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极： 2H+2e-=H2 （还原反应）阴极： Cu2+ +2e- = Cu （还原反应、得电子）阳极： 2Cl-2e-=Cl2 （氧化反应、失电子）应用抗金属的电化腐蚀；实用电池。电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜） ；电冶（冶炼Na、Mg、Al） ；精炼（精铜） 。2电解反应中反应物的判断放电顺序阴极 :阴极材料总是受到保护（无论是活泼电极还是惰性电极均不参与反应）故溶液中阳离子得电子阳离子得电子顺序 金属活动顺序表的反表： （阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）Ag+ Hg2+ Cu2+ (H+) Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+K+阳极 A. 若阳极是 活性电极 时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电B. 阳极材料是 惰性电极 (C、Pt、Au、Ti 等)时：阴离子失电子：S2 I Br Cl （OH） NO3等含氧酸根离子F名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - YCC 2014/1/1 23电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子 ；看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电。确定电极、 写出电极反应式；写出电解方程式。如： （阳极材料为惰性电极材料）电解 NaCl 溶液（放氢生碱型） ：溶质、溶剂均发生电解反应，pH 增大。（活泼金属的无氧酸盐）2NaCl+2H2O 电解=H2 +Cl2 +2NaOH电解 CuSO4溶液（放氧生酸型） ：溶质、溶剂均发生电解反应，pH 减小。（不活泼金属的含氧酸盐）2CuSO4 + 2H2O电解=2Cu + O2 + 2H2SO4电解 CuCl2溶液（电解电解质本身） ：溶剂不变，实际上是电解溶质，pH 增大。（不活泼金属的无氧酸盐）CuCl2电解= CuCl2电解盐酸（电解电解质本身）： （无氧酸）2HCl 电解= H2 Cl2电解稀 H2SO4、NaOH 溶液、 Na2SO4溶液（电解水型）：溶质不变，实际上是电解水，pH 分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。 （含氧酸、强碱和活泼金属的含氧酸盐）阳极： 4OH4e电解=2H2OO2阴极： 4H4e电解=2H2电解方程式： 2H2O电解= 2H2 + O2 ，若阳极材料为活性电极，如用铜电极电解Na2SO4溶液 : Cu +2H2O电解= Cu(OH)2 + H2 （注意：不是电解水。 ）4电镀 （电解精炼铜）(1)定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。(2)构成： 阴极 :待镀金属制品阳极：镀层金属（粗铜）电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液如：在铁制品表面电镀铜：阳极（铜）：Cu 2e= Cu2+阴极（铁制品） ：Cu2+ + 2e= Cu 电解精炼铜的结果：阳极上粗铜逐渐溶解，杂质 Ag、Pt 等沉积在电解槽的底部，形成阳极泥（阳极） ，阴极上纯铜逐渐析出。理论上电解质溶液浓度在电镀过程中保持不变（只需更换阴极电极）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - YCC 2014/1/1 35金属的腐蚀(1)概念：金属或合金与周围的物质发生反应而引起损耗的现象。(2)实质：属原子电子变成阳离子的过程即金属发生了反应。(3)类型：根据与金属不同，可分为化学腐蚀 （金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2 等)或非电解质液体(如石油 )等直接发生而引起的腐蚀）和 电化学腐蚀 （不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生电化学反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化）(4)电化学腐蚀的两种类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱或碱性电极反应负极 Fe Fe 2e=Fe2+2Fe4e=2Fe2正极 C 2H 2e=H2O22H2O4e=4OH总反应Fe 2H+=Fe2H22Fe2H2OO2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系通常两种腐蚀同时存在，但吸氧腐蚀更普遍。6金属的防护(1)电化学保护牺牲阳极的阴极保护法被保护的金属上连接一种更的金属，被保护的金属作原电池的正极。外加电流的阴极保护法被保护的金属与电源的极相连，作电解池的阴极。(2)其他防护改变金属内部组织结构，如制成不锈钢等。金属表面加保护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -