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第07讲 电解池的原理
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实验探究——电解CuCl2溶液
实验操作
实验现象
实验分析
电流表指针发生偏转
电解质溶液导电,形成闭合回路
b极上逐渐覆盖了一层红色物质
析出金属铜,Cu2+ + 2e- === Cu
a极上产生刺激性气味的气体,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
产生了氯气,2Cl- - 2e- === Cl2↑
电解CuCl2溶液的总反应:CuCl2 Cu + Cl2↑
一、电解、电解池、放电
1.电解:使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而引起氧化还原反应的过程叫做电解。
2.电解池:把电能转化为化学能的装置,叫做电解池,也叫电解槽。
3. 放电:当离子到达电极时,失去/获得电子,发生氧化/还原反应的过程,称为放电。
二、电解池的基本规律
构成条件
①直流电源;②两个电极;③闭合回路;④电解质溶液或熔融电解质
电极
阳极
与电源_______相连,发生_______反应
阴极
与电源_______相连,发生_______反应
离子流向
阴离子移向______;阳离子移向______
电子流向
电源____极流向电解池____极;电解池____极流向电源____极
【答案】正极 氧化 负极 还原 阳极 阴极 负 阴 阳 正
三、阴、阳极的放电顺序
1. 阳极放电顺序
(1)若是活性电极做阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应;
(2)若是 Pt、Au、C等惰性电极作阳极,则仅是溶液中的阴离子放电。
即:活泼金属>S2->I ->Br ->Cl ->OH->等(含氧酸根离子)>F-。
2. 阴极放电顺序
(1)阴极上放电的总是溶液(或熔融电解质)中的阳离子,与电极材料无关;
(2)氧化性强的离子先放电,放电顺序如下:
Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
四、电极方程式的书写
1. 写出溶液中存在的离子并比较放电顺序
2. 根据氧化还原或题目信息,判断产物并写出电极反应
五、常见电解类型的电解规律
类型
电解质
反应式
溶液pH
复原方法
电解水型
H2SO4
阴极:_________________________
阳极:_________________________
总反应:_______________________
______
______
NaOH
______
Na2SO4
______
电解
电解质型
CuCl2
阴极:_________________________
阳极:_________________________
总反应:_______________________
______
______
放H2
生碱型
NaCl
阴极:_________________________
阳极:_________________________
总反应:_______________________
______
______
放O2
生酸型
CuSO4
阴极:_________________________
阳极:_________________________
总反应:_______________________
______
______
【答案】
类型
电解质
反应式
溶液pH
复原方法
电解水型
H2SO4
阴极:4H+ + 4e- === 2H2↑
阳极:4OH- - 4e- === 2H2O + O2↑
总反应:2H2O 2H2↑+ O2↑
变小
加适
量水
NaOH
变大
Na2SO4
不变
电解
电解质型
CuCl2
阴极:Cu2+ + 2e- === Cu
阳极:2Cl- - 2e- === Cl2↑
总反应:CuCl2 Cu + Cl2↑
变大
加CuCl2
放H2
生碱型
NaCl
阴极:2H+ + 2e- === H2↑
阳极:2Cl- - 2e- === Cl2↑
总反应:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
变大
通HCl气体
放O2
生酸型
CuSO4
阴极:2Cu2+ + 4e- === 2Cu
阳极:4OH- - 4e- === 2H2O + O2↑
总反应:2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2↑
变小
加CuO
对点训练
题型一:放