内容正文:
第3讲 电解池 金属的腐蚀与防护(基础落实课)
逐点清(一) 电解原理
1.电解与电解池
(1)示例探究(电解CuCl2溶液)
总反应方程式:CuCl2Cu+Cl2↑。
总反应离子方程式:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑。
(2)电解池工作原理
电解
使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中,电能转化为化学能
电解池
电能转化为化学能的装置,其构成条件:①外接电源;②电极插入电解质溶液或熔融电解质;③闭合回路
工作原理示意图
[注意] ①电子流向:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②离子移动方向:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;③电流闭合:电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极。
2.电极上离子放电顺序
阴极(与电极材料无关)
氧化性强的先放电,放电顺序如下:
阳极
若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应,Fe作阳极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+。
若是惰性电极作阳极,放电顺序如下:
[注意] ①放电指的是电极上的得、失电子。②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属,惰性电极指的是Pt、Au、C电极,不参与电极反应。③阴极材料若为金属电极,一般是增强导电性但不参与反应。
3.惰性电极电解电解质溶液的四种类型
放H2生碱型(以NaCl为例)
阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
电解电解质型(以HCl为例)
阳极反应式:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极反应式:2H++2e-===H2↑
电解水型(以H2SO4为例)
阳极反应式:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极反应式:4H++4e-===2H2↑
放O2生酸型(以CuSO4为例)
阳极反应式:2H2O-4e-===O2↑+4H+
阴极反应式:2Cu2++4e-===2Cu
总离子方程式:
2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
[注意] 电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则,如电解NaCl溶液少的H和Cl,通入HCl复原,电解CuSO4溶液少的是Cu和O,补CuO复原等。
微点小练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程,属于化学变化(√)
(2)直流电源跟电解池连接后,电子从电源负极流向电解池阳极(×)
(3)电解足量CuSO4溶液一段时间,可加入Cu(OH)2复原电解质溶液(×)
(4)电解盐酸、硫酸等溶液,H+放电,溶液的pH逐渐增大(×)
(5)用惰性电极电解MgCl2溶液的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2+2OH-+H2↑(×)
(6)用Cu作电极电解CuSO4溶液的阳极反应为2H2O-4e-===O2↑+4H+(×)
2.如图所示为一电解池装置, A、B都是惰性电极,电解质溶液c是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试剂,试判断:
(1)a电极是____极(填“正”或“负”),B电极是____极(填“阴”或“阳”), ___极(填“A”或“B”)酚酞溶液显红色。
(2)A电极上的电极反应式为________,_
B电极上的电极反应式为________________________。
(3)检验A电极上产物的方法是________________________________________________。
答案:(1)正 阴 B
(2)2Cl--2e-===Cl2↑
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
(3)把湿润的淀粉碘化钾试纸放在A电极附近,试纸变蓝,则证明A电极上的产物为氯气
[题点考法·全面练通]
题点(一) 电极的判断与电极反应式书写
1.按要求书写电极反应式和总反应方程式。
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液。
阳极反应式:________________________;
阴极反应式:________________________;
总反应的离子方程式:________________________。
(2)用惰性电极电解MgCl2溶液。
阳极反应式:________________________;
阴极反应式:________________________;
总反应的离子方程式:________________________。
(3)用铁作电极电解NaCl溶液。
阳极反应式:________________________;
阴极反应式:________________________;
总反应的化学方程式:________________________。
(4)用Al作电极电解NaOH溶液。
阳极反应式:__