高中化学知识点规律大全《电解原理及其应用》

发布 2019-05-02 15:31:55 阅读 6919

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→电解池阳极→外接电源(+)

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+、fe3+、cu2+、h+、pb2+、fe2+、zn2+、(h+)、al3+、mg2+、na+、ca2+、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cu2+与pb2+之间;若在盐溶液中,则h+位于zn2+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中,即:,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:

no3-或so42-等含氧酸根、oh-、cl-、br-、i-、s2-

失电子能力由弱到强。

电离与电解的区别和联系]

原电池与电解池]

用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律]

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:

2hclh2↑ +cl2↑ cucl2cu + 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 + h2oh2↑+ 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 + h2oo2↑ +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-=h2↑

h+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):2c1――2e-=cl2↑

电解的总化学方程式:2nacl + h2o2naoh + h2↑+ cl2↑

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:①把电解槽隔为阴极室和阳极室;②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h2和cl2相混合而发生**,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,需依次加入过量的bacl2溶液(除去so42-)、naoh溶液(除去mg2+、fe3+)和na2co3溶液(除去ca2+和剩余的ba2+),最后加入盐酸中和naoh以及将剩余的na2co3转化为nacl.

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