[小實驗]化學(xué)老師:這學(xué)期電費怎么那么多——淺談電解池

基本內(nèi)容
基本概念
(1)使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)而在陰、陽兩極上引起還原氧化反應(yīng)的過程叫做電解。
圖1 電解池裝置
(2)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。
(3)當(dāng)離子到達電極時,失去或獲得電子,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程電解原理(電解池裝置如圖1)
陰極:與電源負(fù)極相連的電極。(得電子發(fā)生還原反應(yīng))
陽極:與電源正極相連的電極。(失電子發(fā)生氧化反應(yīng))
電解定義
電解是使電流通過電解質(zhì)溶液(或者是熔融的電解質(zhì))
而在陰、陽兩極引起還原氧化反應(yīng)的過程。
圖1是電解CuCl2溶液的裝置。
通電后發(fā)生反應(yīng):
(條件為電解)
陽極:
陰極:
電解過程中的能量轉(zhuǎn)化(裝置特點)陰極一定不參與反應(yīng)不一定是惰性電極;陽極不一定參與反應(yīng)也不一定是惰性電極
反應(yīng)條件
①連接直流電源
②陰陽電極 陰極:與電源負(fù)極相連為陰極
陽極:與電源正極相連為陽極
③兩極處于電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中
④兩電極形成閉合回路
電極反應(yīng)
電極反應(yīng)與電源的正極相連的電極稱為陽極。
物質(zhì)在陽極上失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。如圖1裝置中,Cl-在陽極上失去電子轉(zhuǎn)化為Cl2,
陽極反應(yīng)式:簡記為陽氧;
與電源的負(fù)極相連的電極成為陰極。物質(zhì)在陰極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。如圖1裝置中,Cu2+在陰極是得到電子轉(zhuǎn)化為Cu,陰極反應(yīng)式:
簡記為陰還(陰還)
電解結(jié)果
在兩極上有新物質(zhì)生成
反應(yīng)規(guī)律
陽極:活潑金屬—電極失電子(Au,Pt除外);
惰性電極—溶液中陰離子失電子
失電子能力:活潑金屬(除Pt,Au)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3->SO42-)>F-
陰極:溶液中陽離子得電子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即金屬活潑性順序表的逆向)
規(guī)律:鋁前(含鋁)離子不放電,氫(酸)后離子先放電,氫(酸)前鋁后的離子看條件。
四類電解型的電解規(guī)律(當(dāng)陽極為惰性電極時)
①電解水型(強堿,含氧酸,活潑金屬的含氧酸鹽),pH由溶液的酸堿性決定,溶液呈堿性則pH增大,溶液呈酸性則pH減小,溶液呈中性則pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量水。
②電解電解質(zhì)型(無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽),無氧酸pH變大,不活潑金屬的無氧酸鹽pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量電解質(zhì)。
③放氫生堿型(活潑金屬的無氧酸鹽),pH變大。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陰離子相同的酸。
④放氧生酸型(不活潑金屬的含氧酸鹽),pH變小。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陽離子相同的堿或氧化物。
電解意義
使在通常情況下不發(fā)生變化的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),得到所需的化工產(chǎn)品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬,在金屬的保護方面也有一定的用處。