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化学:第四章《电化学基础》(人教版)


CuSO4
3.下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验
数天后 图一 数天后
图二
(1)上述两装置中铁钉发生变化的共性是: 发生了原电池反应
(2)图一说明原溶液呈 中性或弱碱 性,铁钉发生 吸氧 腐蚀, 电极反应为: 负极:Fe -2e = Fe2+; 正极:2H2O +O2 +2e-=4OH(3)图二说明原溶液呈 较强酸性 性,铁钉发生 析氢 腐蚀, 电极反应为:负极:Fe-2e-= Fe2+;正极:2H+ +2e-= H2↑
二、原电池与电解池电极的确定
1. 原电池正、负极的确定
(1) 活泼金属一般作负极;
(2) 电子流出的一极或电流流入的一极为负极;
(3) 在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正
极。
(4)发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。
此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶 解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。
4. 如下图两个电解槽中,A、B、C、D均为石墨电极。 如果电解过程中共有0.02mol电子通,下列叙述中正确 的是( C )
A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g B.甲烧杯中B极上电极反应式为: 4OH-- 4e- =2H2O+O2↑ C.乙烧杯中滴入酚酞试液,D极附近变红
D.乙烧杯中C极上发生还原反应
★电解原理的应用
1、氯碱工业反应原理 — 阳极:2Cl -2e-=Cl2↑, + 阴极:2H +2e =H2↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2.电镀池 阳极:镀层金属 阴极:待镀金属制品(镀件) 电镀液:含有镀层金属离子的电解质 3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)
实验装置
粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 2+ 阳极(粗铜):Cu-2e = Cu , — 2+ 2+ (Zn-2e- = Zn , Fe-2e = Fe 等) 2+ 阴极(精铜): Cu +2e =Cu 电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4。 2+ 2+ 2+ Zn 、Ni 等 阳离子得电子能力小于Cu 而留在电解质溶液中。金属活动顺 序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu,以金属单质沉积于阳极,成为 “阳极泥”。
电解质溶液用惰性电极电解的示例:
电解 类型 举例 物质类别 实例 电极反应
阴阳极产物的 化合物
溶液 pH 变化 减小 增大 不变 H2O 溶液复原 方法
含氧酸
H2SO4 阳极:4OH - 4e- = O2 ↑ +2H2O
电解 水型
强碱 活泼金属的 含氧酸盐 无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐
NaOH
Na2SO4
溶液 的浓 度
阳极: 镀层金属(M) 阴极: 镀件 电镀液:含镀层金属 离子(Mn+)
阳极: 粗铜(含Zn、Fe、 Ni、Ag、Pt、Au等 ) 阴极: 精铜 电解液: CuSO4溶液
阳极: (活性电极 先放电)易放电 阳极:M-ne-= Mn+ 阴离子首先放电 阴极:Mn++ne- = M 阴极: 的阳离子 首先放电 改变

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一些心,但明儿个破土动工这样的大事儿,你可一定得去哇!”耿老爹笑着说:“那是自然啦,明儿个这破土动工是大事儿呢, 爹肯定是要去的!对啦,小直子,你今儿个下午和哥哥分头去召集人马!英子,你和兰兰去镇上多买一些二踢脚和千响大挂鞭, 咱们热热闹闹地开工!还有,将笔、墨、纸、砚也准备好。今儿个吃了晚饭后,英子你去说给大壮,让他和青山明儿个早饭后 早点儿套好骡车,过来把咱们家的八仙桌拉过去,再拉几把椅子,咱们把现在就能帮工的乡亲们的名单登记一下!”耿正和耿 英都点点头。耿直却闷闷地说:“爹啊,俺都不认识谁,怎么去召集人马呢?”郭氏在一旁插话了,说:“就是哇,你们那一 年走的时候,小直子他还是个连鸡、狗都嫌的顽皮小子呢,他可认得几个人?俺说他爹,你就不要难为他了!”耿兰赶快说: “那就叫二哥教俺打算盘哇?姐姐也不需要把那么多的二踢脚和大挂鞭炮买回家里来,只要和商铺掌柜的说好就行了。让他们 明儿个早点儿开门,咱们从商铺里买上,直接带去破土动工的地儿燃放就行啊!”耿英说:“爹,兰兰说得很对,炮仗不需要 买回家里来。俺今儿个下午去和商铺掌柜的说一声,让他们把东西准备好,咱们明儿个一早去买就行了。至于笔、墨、纸、砚 的,俺一个人准备哇,就让小直子今儿个下午教兰兰打算盘哇!他俩半个月了和尚武一起玩儿,尚武这乍一走了,他们都还不 适应呢,就让他们自己调整调整哇!”郭氏说:“还是咱们英子想得周到哇,是应该让他们自己调整调整,适应适应呢。唉, 不要说娃儿们了,就俺这心里边,也怪不落忍呢!”说着,她转头看看窗棂上的阴影,自个儿嘟囔开了:“唉,这都快到晌午 了,也不知道武儿可有地儿吃口热乎饭……”耿老爹轻轻地叹了一口气,说:“唉,要说这心里边不落忍,俺才是最难受的呢! 七年半了,武儿和俺几乎形影不离。无论是在他的心里,还是在俺的心里,早已经就是亲生父子一般的关系了呢!可难受归难 受,事情该怎么做还得怎么做哇!若留他多住些日子,等不到他到了家,江南的雨季就先到了,耽搁在路上是挺麻烦的事情呢。 所以,俺必须得让他在江南的雨季到来之前,独自一人回到他的家里。唉,这也许是俺这个做义父的,最后一次对他负责了 呢!”耿兰说:“他说了,最多五年一定回来!”耿直也说:“他说了一定回来,就一定会回来的!”耿老爹说:“爹当然希 望他再回来啊,他也不是一个说话不算数的人。可你们不知道,他爹的身体很不好了,家里种了三十多亩地,只有哥哥一人支 撑,难哪!”想到大恩人李大哥的身体已经不可能好起来了,还有大义子尚文今后独自支撑李家大梁的艰辛,尤其是对目前还 尚未完全成人的小尚武独自一人千里迢迢归家的牵肠挂肚,耿老
阴极:4H+ + 4e- = 2H2↑
2H2O
电解
2H2 ↑+O2 ↑
电解 溶质
HCl CuCl2 NaCl
阳极:2Cl- - 2e-=Cl2↑ 阴极:2H++2e- = H2↑ 阳极:2Cl- - 2e- =Cl2↑ 阴极:Cu2++2e- = Cu
增大 减少 增大
HCl CuCl2 HCl
电 放氢生 活泼金属的 解 碱型 无氧酸盐 溶 质 放氧生 不活泼金属的 和 酸型 含氧酸盐 水
2.电解池 阴、阳极的判断
★可根据电极与电源两极相连的顺序判断
阴极:与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。
阳极:与直流电源的正极直接连接的电极。 ①若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti),在该极上,溶液中还原性强的 阴离子首先失去电子被氧化; ②若是活性电极,电极材料参与反应,自身失去电子被氧化而溶入 溶液中。
①改变金属内部结构
②覆盖保护层 外加电源的阴极保护法 ③电化学保护法 牺牲负极的正极保护法
常见题型:
一.怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池?
1.单池判断: ★原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装 置一定是电解池,无外加电源的装置一定是原电池。 ★电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。 2.多池组合判断:
B
Fe
C
Fe Cu
D
Zn Cu
CuSO4溶液
NaCl溶液
硫酸溶液
CuSO4溶液
精炼池
电解池
原电池
电镀池
2.写出下列装置的极反应,并判断A、B、C溶液PH值 的变化。
e-
Fe
负极
Ag
正极
(D) AgNO3
原电池
阴极
Cu
Ag
Cu
C
Pt
Pt
阳极
(A)
AgNO3
电解池
(B)
电解池
( C)
NaHSO4
电解池
①无外电源:一池为原电池,其余为电解池;
②有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池
【说明】:多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都 是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极
间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。
练习1.请观察下列实验装置图,指出各装置的名称。
A
精Cu 粗Cu C
阳极:Cu-2e-= Cu2+ (Zn-2e- = Zn2+ Fe-2e- = Fe2+等) 阴极:Cu2++2e- = Cu (Ag、Pt、Au成为 “阳极泥” )
不变
变小
各种化学电源 1.普通锌锰电池 2.碱性锌锰电池 3.铅蓄电池 4.燃料电池
原电池原理的应用
介质 电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O 酸性 负极 正极 中性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
4.铝的冶炼
二 电解池中离子的反应顺序 阳极:失电子,发生氧化反应 ①当阳极为金属电极时,金属电极优先放电。 ②当阳极为惰性电极时,常见阴离子放电顺序:
S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH -> 含氧酸根离子(NO3 -、SO42-等)>F-
阴极:得电子,发生还原反应,常见阳离子放电顺序: Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(由酸提供) >Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(由水提供) >Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ (只在熔融状态下放电)
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