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  • 1 # 使用者9019525156154

    [知識點講解]  1、電解原理(電解池裝置如圖)   (1)什麼是電解  電解是使電流透過電解質溶液(或熔化的電解質)  而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。

      上圖是電解CuCl2溶液的裝置。通電後,發生反應:CuCl2=Cu + Cl2↑  或用離子方程式表示:Cu2++ 2Cl=Cu + Cl2↑   (2)電解過程中的能量轉化  電能轉化為化學能  (3)發生電解反應的條件  ①與電源相連的兩個電極;  ②電解質溶液(或熔化的電解質);  ③兩個電極浸泡在電解質溶液中,形成閉合迴路。  (4)電極反應  與電源的正極相連的電極稱為陽極。物質在陽極上失去電子,發生氧化反應。如上圖裝置中,Cl-在陽極上失去電極轉化為Cl2,陽極反應式:2Cl--2e-=Cl2↑  與電源的負極相連的電極成為陰極。物質在陰極上得到電子,發生還原反應。如上圖裝置中,Cu2+在陰極是得到電子轉化為Cu,陰極反應式:Cu2++2e-=Cu  (5)意義  使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應,得到所需的化工產品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬。  2、電解原理的應用  (1)電解飽和食鹽水  飽和食鹽水溶液中存在Na+和Cl-以及水電離產生的H+和OH-。其中氧化性H+>Na+,還原性Cl->OH-。所以H+和Cl-先放電(即發生還原或氧化反應)。  陰極:2H++2e-=H2↑ (還原反應)  陽極:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反應)  總反應的化學方程式:2NaCl+2H2O=(等號上為通電)2NaOH+H2↑+Cl2↑,用離子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等號上為通電)2OH-+H2↑+Cl2↑。  (2)電鍍和電解精煉銅  電鍍時,把待鍍的金屬製品(即鍍件)作陰極,鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。  陽極:M-ne-=Mn+  陰極:Mn++ne-=M  這樣,在直流電的作用下,鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。  同樣的道理,用純銅作陰極,用粗銅作陽極,用CuSO4溶液作電解液。通入直流電,作為陽極的粗銅逐漸溶解,在陰極上析出純銅,從而達到提純銅的目的。  (3)電解法冶煉金屬  鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬,很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質,因此必須透過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉:  陰極:2Na++2e-=2Na  陽極:2Cl――2e-=Cl2↑  3、電解時,物質在電極上的放電順序  (1)陽極:與電源的正極相連。  當陽極的電極材料為金屬(Pt或Au除外)時,通電後作電極的金屬失去電子變成金屬離子,溶解到電解質溶液中。  當陽極的電極材料是惰性物質(如Au、Pt或石墨)時,通電後溶液中的陰離子在陽極上失去電子,當溶液中同時存在多種陰離子時,還原性強的離子先失去電子發生氧化反應。常見陰離子的還原性由強到弱的順序是:Cl->OH->含氧酸根離子(如SO42-、NO3-等)>F-。Cl-和OH-在電解時的電極反應式分別是:  2Cl――2e-=Cl2↑  4OH――4e-=2H2O+O2↑  因為水電離能夠產生OH-,所以電解含氧酸鹽溶液時,在陽極上是OH-放電生成氧氣,而含氧酸根離子不發生變化。  (2)陰極:與電源的負極相連。  在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子。當溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原。在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。

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