内容正文:
化学基本理论
——电解原理及应用
考点
考查情况
电解池
2019全国ⅠT27(4)考查二茂铁的电化学制备原理;全国ⅢT28(4)考查采用碳基电极材料电解氯化氢回收氯气的技术
2018全国ⅠT13考查CO2+H2S协同转化装置,T27(3)考查利用三室膜电解技术制备Na2S205;全国ⅡT26(4)考查电解硫酸锌溶液制备单质锌;全国ⅢT27(3)考查采用电解法制备KIO3
知识点一 电解原理
1.电解池
(1)电解池:把电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件
①有与直流电源相连的两个电极;
②电解质溶液(或熔融盐);
③形成闭合回路。
(3)工作原理(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)
总反应离子方程式:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
①电极
阴极:与电源负极相连,得到电子,发生还原反应。
阳极:与电源正极相连,失去电子,发生氧化反应。
②电子和离子的移动方向(惰性电极)
[提醒] ①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时,由于金属本身可以参与阳极反应,称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等);金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时,称为惰性电极,主要有铂(Pt)、石墨等。
②电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是靠离子移动导电,即电子不通过电解质溶液。
2.电极反应式的书写步骤
[提醒] ①书写电解池的电极反应式时,可以用实际放电的离子表示,但书写电解池的总反应时,弱电解质要写成分子式。
如用惰性电极电解食盐水时,阴极反应式为2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-);总反应离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
②电解水溶液时,应注意放电顺序,位于H+、OH-之后的离子一般不参与放电。
③Fe3+在阴极上放电时生成Fe2+而不是得到单质Fe。
3.惰性电极电解电解质溶液的四种类型
类型
电解质(水溶液)
电极反应式
总化学方程式或离子方程式
电解质溶液浓度
溶液pH
电解质溶液复原
电解水型
含氧酸(如H2SO4)
阳极:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极:4H++4e-===2H2↑
2H2OO2↑+2H2↑
增大
减小
加H2O
强碱(如NaOH)
阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O
阴极:4H2O+4e-==