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高中化学选修四第四章-电解池资料
3、构成:①直流电源、 ②两个电极、 ③电解质溶液(或熔融态电解质) ④闭合回路
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4、电解池中的:
阴极:与直流电源的负极相连,发生还原 反应;
阳极:与直流电源的正极相连,发生氧化 反应。
工作原理:通电时,电子从电源的负极沿导线流
入电解池的阴极,经过阴、阳离子定向运动形成的内 电路,再从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的 正极。
阳极
阴极
氧 气
铜
实例
电极反应
浓 PH 复原 度值
阴极(Cu2+ H+): 2Cu2++ 4e-=2Cu
CuSO4 阳极(SO42- OH-) :4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑
减 减 加适量 小 小 CuO
电解2CuSOຫໍສະໝຸດ +2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4
固体
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金属(除Pt、Au) > S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸>F-
金属阳极先放电,离子后放电。
阴阳离子在电极上得放电顺序不要绝对化。此与离子性质、溶液浓度、电流密度、电极材料均有关。
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练习:以碳棒为电极,电解下列溶液, 写出电极反应式 1、 CuCl2 HI 2、 Na2SO4、 H2SO4 、NaOH 3、 NaCl, 4、 AgNO3、
浓度
减小
PH 复原 值
增 加适量 大 CuCl2
晶体
第一组:电解HI溶液
阳极
阴极
碘
氢气
实例
HI
电极反应
浓度 PH 值
阴极( H+):2H++ 2e-= H2↑ 阳极:(I- ,OH-) : 2I--2 e- =I2
2HI 电解 I2 + H2 ↑
减小 增 大
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复原
通入 适量 HI
第二组:电解Na2SO4
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例
电极反应
浓度 PH 复原 值
Na2SO4
阴极(H+ Na+) :4H ++ 4e- = 2H2 ↑ 阳极(OH- SO42-): 4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑ 变大
通电 2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
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不加 变 H2O
第二组:电解H2SO4
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例
电极反应
浓度 PH 值
H2SO4
阴极(H+ ) :4H ++ 4e- = 2H2 ↑
变
阳极(OH- SO42-): 4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑ 通电
大
变 小
2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
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复原
加 H2O
第二组:电解NaOH
结论: CuCl2溶液在电流的作用下发生了 化学变化,分解生成了Cu和Cl2
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一、电解原理
1、电解的概念:使电流通过电解质溶液(或熔融态)而在 阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
2、电解池的概念: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,又称电解槽。
电
解 质
不活泼金属的 无氧酸盐
CuCl2
阳极:2Cl—-2e—=Cl2↑ 阴极:Cu2++2e—=Cu
溶质 和水 同时 电解
活泼金属的 无氧酸盐
不活泼金属的 含氧酸盐
NaCl CuSO4
阳极:2Cl—-2e—=Cl2↑ 阴极:2H++2e—=H2↑
电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程。
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5、电解池的分析
电解质先电离后电解; 导电过程就是电解过程。 阴极不参与电解反应; 活性阳极先于阴离子放电。
阳离子得电子,放电 e-
氧化性强的先得电子
H+
阴极
Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应)
阴离子失电子,放电 e- 还原性强的先失电子
阳极
阴极
氧
氢
气
气
实例
电极反应
浓 PH 复原 度值
阴极(H+ Na+) :4H ++ 4e- = 2H2 ↑
NaOH 阳极(OH- ): 4OH-- 4e- = 2H2O+O2↑
通电
变 大
2H2O == 2H2 ↑+O2 ↑
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变加 大 H2O
第三组:电解NaCl
阳极
阴极
8、电解质溶液用惰性电极电解的规律
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电解 类型
举例
物质类别
实例
电极反应
电 解 水
含氧酸
强碱
活泼金属的 含氧酸盐
H2SO4 NaOH
Na2SO4
阳极:4OH—-4e— =O2↑+2H2O
阴极:4H++4e— =2H2↑
电 解
无氧酸
HCl
阳极:2Cl—-2e—=Cl2↑ 阴极:2H++2e—=H2↑
实例
电极反应
浓度 pH 复原
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第一组:电解CuCl2
阳极
阴极
氯 气
铜
实例
CuCl2
电极反应
阴极(Cu2+ H+):Cu2++ 2e-=Cu
阳极:(Cl- OH-) : 2Cl--2 e- =Cl2 ↑ CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑
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OH-
阳极
2 Cl- - 2e- = Cl2↑ (氧化反应)
总反应:
电解
CuCl2
惰性电极:石墨、金、铂
Cu +Cl2↑
活性电极:石墨、金、铂 以外的金属
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6、电极反应式的书写: 关键是准确判断离子放电顺序。
阴阳两极反应式相加,即得电解的总 反应方程式。(注意电荷守恒)
氯
氢
气
气
实例
电极反应
NaCl
阴极(Na+ H+):2H ++ 2e- = H2 ↑
阳极(Cl- OH-): 2Cl-- 2e- = Cl 2 ↑
电解
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 ↑+Cl2 ↑
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浓度 PH 值
减增 小大
复原
通入 适量 HCl
第四组:电解CuSO4
第四章 电化学基础
第三节 电解池
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原电池是把化学能转化为电能的 装置, 而电解池则相反,是由电能转 化为化学能的装置。
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[实验4-2]:P79
现象:
(1)阴极石墨棒上逐渐覆盖了一 层红色的铜。 (2)阳极石墨棒上有使湿润的碘 化钾淀粉试纸变蓝。
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7、放电顺序:
阴极:氧化性强的阳离子先得电子
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸) >Pb2+ > Sn2+ +>Fe2+>Zn2+ >H+(水) > Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强,越容易得电子。
阳极:还原性强的阴离子先失电子