20xx人教版高中化学选修4第4章第3节电解池第2课时

20xx人教版高中化学选修4第4章第3节电解池第2课时内容摘要：

电源负极 ―― →导线阴极 电源正极 ―― →导线阳极 同电解池 (1) 同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等； (2) 同一电解池的阳极、阴极电极反应中得、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，在写电极反应时得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，就按得、失电子数相等计算 电解池的计算包括两极产物的定量计算 ， 溶液的 pH的计算 ， 相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算 ， 根据电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算 ， 不论哪类计算 ， 均可归纳为下列三种： (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路 、 阴阳两极产物 、正负两极产物 、 相同电量等类型的计算 ， 其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)根据总反应式中的计量关系进行计算：先写出电极反应式 ， 再写出总反应式或直接运用总反应式 ， 最后根据总反应式列比例式计算。 (3) 根据关系式计算：借得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 当多个电解池串联时，通过各电极的电子等量，则各电极产物的对应关系， H 2 ～ Cl 2 ～12O 2 ～ Cu ～ 2A g ～ 2H＋～ 2 OH－，可快速求解。 3 ． 电解后溶液的 pH 的变化 电解往往不只是在电极表面发生了一些变化，电解质溶液也会发生相应的变化，尤其是溶液的 pH。 (1) pH 变化的原因 电解时，由于阴、阳两极参加反应的 OH－和 H＋相对数目多少不同，或电解质本身电解，造成电解质溶液的 OH－和 H＋浓度发生了变化，从而引起溶液的 pH 改变。 (2) 电解与电解质溶液 pH 变化的关系 Ⅰ . 使用惰性电极 ① 一般规律 a ．电解水型 电极反应：阴极： 2H＋＋ 2e－== =H2↑ 阳极： 4OH－－ 4e－== =2H2O ＋ O2↑ 实例： H2SO4(aq) —— pH 变小； NaOH( aq) —— pH 变大；Na2SO4(aq) —— pH 不变。 b ．电解质分解型 电极反应：阴极：电解质本身电离出的阳离子放电； 阳极：电解质本身电离出的阴离子放电。 实例 1 ： HC l (aq) —— pH 变大。 变化原因： HCl 本身电离出的 H＋放电，使溶液中 H＋浓度变小。 实例 2 ： Cu Cl2(aq) —— pH 变化复杂。 变化原因：若产生的 Cl2溶于该溶液，则 pH 变小。 若 Cl2完全排出，则由于溶液中 Cu Cl2浓度变小，使水解程度变强，但 c (H＋) 减小 pH 变大。 c ．放氢生碱型 电极反应：阴极： 2H＋＋ 2e－== =H 2 ↑ 阳极：电解质本身电离出的阴离子放电 实例： NaC l( aq) —— pH 变大； K 2 S(aq) —— pH 变大。 变化原因：水电离出的 H＋放电，破坏了水的电离平衡，使水电离产生的 OH－浓度变 大。 d ．放氧生酸型 电极反应：阴极：电解质本身电离出的阳离子放电； 阳极： 4OH－－ 4e－== =2H2O ＋ O2↑。 实例： Cu SO4(aq) —— pH 变小； AgN O3(aq) —— pH 变小。 变化原因：水电离出的 OH－放电，破坏了水的电离平衡，使水电离产生的 H＋浓度变大。 ② 特殊情况 例如，用惰性电极电解 MgCl2溶液，阴极 H＋放电，本该使溶液中 OH－浓度变大，但 OH－与 Mg2 ＋结合生成沉淀，电解完全后变为纯水。 Ⅱ . 使用非惰性电极 ① 电解精炼铜 电解精练铜时，阳极的粗铜中含有 Zn 、 Fe 、 Ni 、 Ag 、 Au等杂 质，除 Cu 放电进入溶液外，还有 Zn 、 Fe 、 Ni 放电变为Zn2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋进入溶液，但由于 Zn2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋比 Cu2 ＋难以还原，留在溶液中，且 Zn2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋的水解程度比 Cu2＋小，所以，电解质溶液的 pH 变大。 ② 电镀 若用镀层金属做阳极，从电镀原理看，有多少阳极镀层金属放电变为相应离子进入溶液，就有多少该离子从阴极镀件上析出，故电解质溶液的 pH 不变。 ③ 特殊情况 例如，用铁做阳极电解 NaC l 溶液，阳极铁放电产生 Fe2 ＋进入溶液，阳极 H＋放电，本该使溶液中 OH－浓度变大，但 OH－与 Fe2 ＋结合生成沉淀，故该溶液电解后仍为 NaC l 溶液， pH不变。 综上所述，判断电解时溶液的 pH 变化既要考虑电极反应( 离子放电情况 )。