电能转化为化学能—电解池

【#文档大全网# 导语】以下是®文档大全网的小编为您整理的《电能转化为化学能—电解池》，欢迎阅读！



1、电解原理

(1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应过程。

(2)装置特点：电能转化为化学能 (3) 形成条件：

1与电源相连的两个电极； ○

2电解质溶液(或熔融的电解质)； ○

3形成闭合电路。 ○

注意：电力和电解地比较

条件 过程 特点 联系

电离

电解质溶于水或熔融状态下 电解质理解成为自由移动的离子，如CuCl2=Cu2++2Cl- 之产生自由移动的离子 电解必须建立在电离的基础上

电解

电解质电离后，在通直流电

阴、阳离子定向移动，再两极上失、得电子成为原子或分子，如：CuCl2=Cu+Cl2↑ 发生氧化、还原反应、生成新物质

2、电解时电极产物的判断

(1)阳极产物的判断

首先看电极，如果使活性电极(金属活泼顺序表Ag以前)，则电极材料是电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要在单溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断。(放电顺序及为得、失电子能力顺序)

阳极上的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F- 即：活性阳极(金属)>无氧酸根离子>OH->含氧酸根离子>F-

、

S2-、I-、Br-Cl-、OH-‖NO3-、SO42-、F- 在溶液中只考虑此部分

注意：在溶液中含氧酸根离子不放电，常至最高价(中心原子)含氧酸根不放电，但非最高价(中心原子)含氧酸根的放电能力比OH-的强，如SO32-、MnO42-等。

(2)阴极阳离子的放电顺序：

K+2++2+3+2+<(H+)2+2+2+<(H+)2+3+2++

Ag+、Hg2+、Fe3+、Cu2+、H+ ‖Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+ Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+

+

水溶液中只考虑此部分 浓度很大时排在H前 只在熔融状态下放电 阳离子的放电顺序基本上符合金属活动性顺序表，一般将H+的位置放在Cu2+后。但在电镀条件下，H+的位置在Zn2+后，Fe2+、Zn2+与H+顺序颠倒，即在水溶液中Fe2+、Zn2+的得电子能力比H+强，可人为水电离产生的氢离子浓度很小之故。

3、氯碱工业

(1)电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气、氯气，电解饱和食盐水的工业叫氯碱工业。 (2)实验装置及原理

1按右图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒作为阳极，一根铁棒作○

阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。

2实验原理分析： ○

阳极(放电顺序：Cl->OH-)：


2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应) 阴极(放电顺序：H+>Na+)： 2H++2e-=H2↑(还原反应)

在上述反应中，由于H+在阴极上得到电子而生成H2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里OH-的浓度增大而呈碱性。

总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+ H2↑+ Cl2↑

(3)工业制备方法—离子交换膜法 1离子交换膜电解槽的组成 ○

由阳极(金属钛网)阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框和导电棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。如下图表示一个单元槽的示意图。

+--2将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na)通过，而阻止阴离子(Cl、OH)○

和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用而生成NaClO而影响到烧碱的质量。

(4)原料的精制

2+2+3+2-1粗盐的成分：粗盐中含有泥沙、Ca、Mg、Fe、SO4等杂志，不符合电解要求，○

因此必须经过精制。

2+2+3+

2杂质的危害：Ca、Mg、Fe等金属离子在碱性环境中会生成沉淀，损坏离子交换○

膜；此外，杂质的存在会使得到的产品不纯。

3除杂质的过程： ○

(Ⅰ)除杂质时所加试剂的顺序要求是：a.Na2CO3必须在BaCl2之后；

b.加入盐酸再过滤之后。

(Ⅱ)试剂加入顺序有多种选择，如：a.BaCl2、NaOH、Na2CO3、过滤、HCl；

b.BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、HCl； c.NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、HCl。

注意：实验水的净化，石化工生产实际上的必要过程，其中涉及了许多化学反应、化学实验知识。

4、电镀

(1)定义：电镀使应用电解原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 (2)目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。

(3)镀层金属：通常是在空气或溶液中不易起变化的金属，如Cr、Zn、Ag、Cu等。 (4)原理：电镀时，把待渡金属制品作为阴极；用镀层金属作为阳极；用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。通低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原为金属，再待渡间表面上覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。如图：

(5)电镀特点：“一多、一少、一不变”。 “一多”指阴极上有镀层金属沉积，“一少”指阳极上有镀层金属溶解，“一不变”指电解液溶度不变。

5、书写电极反应式和总反应式的规律

必须正确书写原电池和电解质的电极反应式和总反应式。

电解

本文来源：https://www.wddqxz.cn/34b05feef8c75fbfc77db2a9.html