高二化学电化学原理及其应用

高二化学电化学原理及其应用内容摘要：

电极 (Pt、 Au、石墨 )，则要再看溶液中离子的失电子能力。 • (1)阳极产物的判断 • 根据阴离子放电顺序进行判断。 • 阴离子放电顺序： S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 含氧酸根 F－ • (2)阴极产物的判断 • 根据阳离子放电顺序进行判断。 • 阳离子放电顺序： Ag＋ Hg2＋ Fe3＋ Cu2＋ H＋ (酸 )Pb2＋ Sn2＋ Fe2＋ Zn2＋ H＋(水 )Al3＋ Mg2＋ Na＋ Ca2＋ K＋ • 4．原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 装置举例 原电池 电解池 电镀池 形成条件 ① 活动性不同的两电极 (连接 ) ② 电解质溶液 (电极插入其中，并与电极发生自发反应 ) ③ 形成闭合回路 ① 两电极接直流电源 ② 两电极插入电解质溶液中 ③ 形成闭合回路 ① 镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ② 电镀液必须含有镀层金属的离子 (电镀过程浓度不变 ) 电极名称 负极：氧化反应，金属失电子或者氢气等还原性物质失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或金属电极失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：金属电极失电子 阴极：电镀液中镀层金属阳离子得电子 (在电镀控制的条件下，水电离产生的 H＋ 及 OH－ 一般不放电 ) 原电池 电解池 电镀池 电子流向 负极 ―― →导线正极 电源负极 ―― →导线阴极 电源正极 ―― →导线阳极 同电解池 温馨提示： ① 同一原电池的正、负极的电极反应中得、失电子数相等。 ② 同一电解池的阴、阳极的电极反应中得、失电子数相等。 ③ 串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等；在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。 • • (1)氯碱工业 • ①食盐水的精制 • ② 主要生产过程 ③ 电极反应 阳极： 2C l－－ 2e－== =C l 2 ↑ 阴极： 2H＋＋ 2e－== =H 2 ↑ 总反应： 2N aC l ＋ 2H 2 O ==== =通电Cl 2 ↑ ＋ H 2 ↑ ＋ 2N aOH • (2)电镀 (如铁件镀锌 ) • 电镀液：含 Zn2＋ 的盐溶液 (如 ZnCl2溶液 ) • 阳极 (Zn)： Zn－ 2e－ ===Zn2＋ • 阴极 (铁件 )： Zn2＋ ＋ 2e－ ===Zn • 电镀过程中电镀液浓度不发生变化。 镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液中必须含有镀层金属离子。 • (3)电解精炼 • 如粗铜 (含 Zn、 Fe、 Ag等 )的提纯 • 阳极 (粗铜 )： Zn－ 2e－ ===Zn2＋ • Fe－ 2e－ ===Fe2＋ • Cu－ 2e－ ===Cu2＋ • 阴极 (纯铜 )： Cu2＋ ＋ 2e－ ===Cu • 电解过程中，活泼性比 Cu弱的 Ag、 Au不放电，形成阳极泥 (可从阳极泥中提纯 Ag、Au)，电解质溶液中 c(Cu2＋ )会不断减小，应定期更换电解质溶液。 • 温馨提示： • ①阳离子交换膜 (以电解 NaCl溶液为例 )，只允许阳离子 (Na＋ )通过，而阻止阴离子 (Cl－ 、 OH－ )和分子 (Cl2)通过，这样既能阻止 H2和 Cl2混合发生爆炸，又能避免 Cl2和 NaOH溶液作用生成的NaClO影响烧碱质量。 • ②电解或电镀时，电极质量减少的电极必为阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 • ③ 电解精炼铜，粗铜含有的 Zn、 Fe、 Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他的杂质以阳极泥的形式沉积。 电解质溶液的 Cu2＋ 浓度会逐渐减小。 • ④电镀时，阳极 (镀层金属 )失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。 • 方法归纳 拓展思维 活学活用 • 1． 惰性电极电解电解质溶液的规律方法： 类型 电极反应 特点 实例 电解物质 电解质的变化 pH 使电解质溶液复原 电解水型 阴极： 4H＋ ＋ 4e－===2H2↑ 阳极：4OH－ －4e－===2H2O。