2022年高中知识点规律大全《电解原理及其应用》3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中化学学问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、阳两极引起氧化仍原反应的过程叫做 电解 借助于电流引起氧化仍原反应的装置,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留意 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

2、池的正、负极就由构成电极材料本身的性质打算惰性电极和活性电极 在电解时,依据电极本身是否参与氧化仍原反应,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,仍失去电子变成金 属阳离子进入溶液中电解原理 阴极：阴极发生仍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电极本身肯定不参与反应阳极： 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 O2 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

3、池阳极外接电源 +电流方向：与电子流向相反离子的放电次序 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 化仍原反应,发生反应的是溶液中的阳离子,它们得电子的才能次序为：Ag、Fe 3、Cu 2、H、Pb 2、 Fe 2、Zn 2、（H）、Al 3、Mg2、Na、Ca 2、K得电子才能由易到难说明上列次序中H有两个位置：在酸溶液中,H得电子才能在Cu 2与 Pb 2之间；如在盐溶液中,就H位于 Zn 2与 Ag之间2在阳极上第一应考虑电极是活性电极仍是惰性电极,如为活性电极,就是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中,即：MneMn,此时不能考虑溶液中阴离子的失

4、电子情形；如为惰性电极,溶液中的阴离子失电子的才能次序为：NO3或 SO42等含氧酸根、 OH、Cl、 Br、I、S 2失电子才能由弱到强电离与电解的区分和联系 离电解电第 1 页 共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 发生条电解质受热或受水分子的作用无须受直流电的作用件通电 特征阴、阳离子作不规章的运动,无明显阴、阳离子作定向移动,在两极上有化学变化物质析出说明电解质电离时, 发生了物理变化和化电解质溶液的导电过程,就是该溶液的电解过程温度上升,电解质溶液的导电才能增强,电解速度加快学变化但金属的导电性随温度

5、上升而减弱 实例CuCl2Cu 2+2ClCuCl2Cu 2+Cl2相互关 系电解质只有在电离后才能电解电子转移方能量举例原电池与电解池电极电极反应向转变正、负极由电负极： 电极本身电子由负极铜锌原电池极材料打算：失去电子, 发生流出,经外原电相对活泼的金氧化反应电路回正极化 学 能负极：属作负极；较正极： 溶液中的转 变 为Zn2eZn 2池不活泼的金属阳 离 子 得 到 电电能正极：作正极子,发生仍原反2H+2eH2应电解阴、阳极完全阴极：较易获电子由直流电 能 转以石墨为电极电由外加直流电得电子的阳离电源的负极源的负、正极子优先得到电流出,经导打算：与直流子,发生仍原线到达电解解 CuC

6、l2 溶液电源正极相连反应阳极,金池的阴极,阳极：的是阳极；与属或较易失去然后通过电变 为 化2C12eC12池直流电源负极电子的阴离子解液中的离学能相连的是阴极优 先 失 去 电子放电,电阴极：子,发生氧化子再从阳极Cu 2+2e Cu反应经导线回到直流电流的正极第 2 页 共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律 酸物质代表物参与电解阴极 区 阳极 区 溶液 pH 的物质产物产物的变化含氧酸H2SO4、HNO3H2O H2O2减小无氧酸HCl HCl H2C12增大除

7、 HF 碱强碱NaOH、KOH H2O H2O2增大不活泼金CuCl2CuCl2Cu C12增大 如考虑 C12 的属的无氧溶 解 , 就酸盐pH 减小 活泼金属NaCl NaCl、H2O H2、NaOH C12减小的盐无氧酸盐CuSO4、AgNO3CuSO4、H2O Cu； Ag O2、H2SO4增大不活泼金属的含氧AgNO3、H2O O2、HNO3酸盐活泼金属K2SO4、NaNO3H2O H2O2不变的KNO3、Na2SO4含氧酸盐归纳： 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+ O22电解无氧酸 HF 除外 、不活泼金属无氧酸的水溶液,就是电解

8、溶质本身例如：2HClH2+ Cl2CuCl2Cu + C123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,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,如只生成 H2,pH 增大如只生成 O2,就 pH 减小如同时生成 H2 和 O2,就分为三种情形：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 电镀铜项目铜的电解精炼含义利用电解原理将粗铜中的杂质如利用电解原理在某些金属的表面

9、镀锌、铁、镍、银、金等除去,以获上一薄层其他金属铜或合金的过得电解铜 含 Cu的质量分数达程第 3 页 共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 99 95 99 98的过程目的制得电解铜,以增强铜的导电性 使金属更加美观耐用,增强防锈抗腐才能电解液CuSO4溶液 加入肯定量的硫酸含有镀层金属离子Cu 2的电解质溶液作电镀液如 CuSO4 溶液 阳极材粗铜镀层金属 Cu 料阴极材纯铜待镀金属制品料电阴Cu 2+2eCu Cu 2+2eCu 极极反阳Cu2eCu 2Cu2eCu2应Zn2eZn2极式Ni2eNi2特点

10、阳极反应为粗铜中的Cu 及杂质阳极本身失去电子而溶解失去电子而溶解溶液中金属阳离子的浓度保持不溶液中CuSO4 的浓度基本不变变说明当阳极上的Cu 失去电子变成Cu 2+溶液的pH 保持不变铜镀层通常主要用于电镀其他金溶解后,银、金等金属杂质以单质属之前的预镀层,以使镀层更加坚固的形式沉积于电解槽底,形成阳极和光亮泥电镀工业的废水中常含剧毒物质如氰化物、 重金属等 因此必需经过处理才能排放氯碱工业 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 +2eH2H得电子产生 H2 后,阴极区 OH浓度增大而显碱性 阳极电极反应式 石墨 ：2C12eCl2电解的总化学方程式：2NaCl

11、+ H2O 2NaOH + H2 + Cl22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,每台电解槽由如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；只答应Na通过,而 Cl、OH和气体就不能通过这样,既能防止生成的 H2 和 Cl2 相混合而发生爆炸,又能防止 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名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 说明为除去粗盐中的Ca 2、Mg2、Fe 3、SO4 2等杂质离子,需依次加入过量的BaCl2 溶液除去 SO4 2、NaOH 溶液 除去 Mg 2、Fe 3 和 Na2CO3 溶液 除去 Ca 2和剩余的 Ba 2,最终加入盐酸中和 NaOH 以及将剩余的 Na2CO3 转化为 NaCl第 5 页 共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页