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谁有高中化学原电池,电解池知识,要全章的,详细的,包括各种反应…

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解决时间 2021-04-30 03:06
谁有高中化学原电池,电解池知识,要全章的,详细的,包括各种反应…
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1、电解原理(电解池装置如图)
  (1)什么是电解
  电解是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)
  而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
  上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后,发生反应:CuCl2=Cu + Cl2↑
  或用离子方程式表示:Cu2++ 2Cl-=Cu + Cl2↑
  (2)电解过程中的能量转化
  电能转化为化学能
  (3)发生电解反应的条件
  ①与电源相连的两个电极;
  ②电解质溶液(或熔化的电解质);
  ③两个电极浸泡在电解质溶液中,形成闭合回路。
  (4)电极反应
  与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子,发生氧化反应。如上图装置中,Cl-在阳极上失去电极转化为Cl2,阳极反应式:2Cl--2e=Cl2↑
  与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子,发生还原反应。如上图装置中,Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu,阴极反应式:Cu2++2e=Cu
  (5)电解池电极反应方程式的书写
  阳极:活泼金属—电极失电子(Au,Pt)除外;惰性电极—溶液中阴离子失电子
  失电子能力:活泼金属(Mg~Ag)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
  阴极:溶液中阳离子得电子
  得电子能力:Ag+>Fe3+>Cu+>H+(酸)>Pb+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+(即活泼型金属顺序表的逆向)
  规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(水)后离子先放电,氢(水)前铝后的离子看条件
  (6)三类电解型的电解规律
  ①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变。电解质溶液复原—加适量水
  ②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐,),pH变大。电解质溶液复原—加适量电解质。
  ③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大。电解质溶液复原—加阴离子相同的酸
  ④放氧生酸型(不活泼金属的含氧酸盐),pH变小。电解质 溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物
  (7)意义
  使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应,得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。
  2、电解原理的应用
  (1)电解饱和食盐水
  饱和食盐水溶液中存在Na+和Cl-以及水电离产生的H+和OH-。其中氧化性H+>Na+,还原性Cl->OH-。所以H+和Cl-先放电(即发生还原或氧化反应)。
  阴极:2H++2e=H2↑ (还原反应)
  阳极:2Cl--2e=Cl2↑ (氧化反应)
  总反应的化学方程式:2NaCl+2H2O=(等号上为通电)2NaOH+H2↑+Cl2↑,用离子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等号上为通电)2OH-+H2↑+Cl2↑。
  (2)电镀和电解精炼铜
  电镀时,把待镀的金属制品(即镀件)作阴极,镀层金属作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。
  阳极:M-ne-=Mn+
  阴极:Mn++ne-=M
  这样,在直流电的作用下,镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面。
  同样的道理,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,用CuSO4溶液作电解液。通入直流电,作为阳极的粗铜逐渐溶解,在阴极上析出纯铜,从而达到提纯铜的目的。
  (3)电解法冶炼金属
  钠、钙、镁、铝等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质,因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠:
  阴极:2Na++2e-=2Na
  阳极:2Cl――2e-=Cl2↑
  3、电解时,物质在电极上的放电顺序
  (1)阳极:与电源的正极相连。
  当阳极的电极材料为金属(Pt或Au除外)时,通电后作电极的金属失去电子变成金属离子,溶解到电解质溶液中。
  当阳极的电极材料是惰性物质(如Au、Pt或石墨)时,通电后溶液中的阴离子在阳极上失去电子,当溶液中同时存在多种阴离子时,还原性强的离子先失去电子发生氧化反应。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是:Cl->OH->含氧酸根离子(如SO42-、NO3-等)>F-。Cl-和OH-在电解时的电极反应式分别是:
  2Cl――2e-=Cl2↑
  4OH――4e-=2H2O+O2↑
  因为水电离能够产生OH-,所以电解含氧酸盐溶液时,在阳极上是OH-放电生成氧气,而含氧酸根离子不发生变化。(当阳极为惰性金属常用的为C 铂 金 时 自身放电)
  (2)阴极:与电源的负极相连。
  在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子。当溶液中存在多种阳离子时,按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子的氧化性越强,越容易被还原。在水溶液中,铝之前的金属的阳离子不可能被还原。
  酸、碱、盐溶液电解规律
  (1)无氧酸是其本身的电解
  (2)含氧酸是水的电解
  (3)可溶性碱是水的电解
  (4)活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解
  (5)活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性,阳极析出非金属单质
  (6)不活泼金属的无氧盐是该盐的电解
  (7)中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属,阳极得到氧气同时酸性提高
全部回答
原电池 将化学能转变成电能的装置。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。原电池中,较活泼的金属做负极(又称阳极),较不活泼的金属做正极(又称阴极)。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。利用原电池的原理,可制作干电池、蓄电池、高能电池等。 原电池与电解池 (1)原电池与电解池的区别 原电池与电解池的区别 原电池 电解池 本质 化学能转化为电能 电能转化为化学能 装置判断 无外加电源 有外加电源 电极判断 负极:还原性较强的极或电子流出的极 正极:还原性较弱的极或电子流入的极 阳极:与直流电源正极相连的极 阴极:与直流电源负极相连的极 电极上的反应 (1)负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应 (2)正极:溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子 (1)阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应 (2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应 电子流向 负极→外电路→正极 电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极 电流方向 正极→外电路→负极 应用 铅蓄电池 电镀,精炼,冶金 (2)可逆原电池的充电过程. 可逆原电池的充电过程就是电解. (3)电极名称. 不管是原电池还是电解池,只要发生氧化反应的电极就是阳极,只要发生还原反应的就是阴极. ①原电池. A.根据组成原电池两极的材料来判断电极. 两极材料为活泼性不同的金属时,则活泼性相对较强的一极为负极,另一极为正极. 由一种金属和另一种非金属(除氢外)作电极时,金属为负极,非金属为正极. B.根据原电池内两极上发生的反应类型或现象来判定电极. 原电池的负极一般为金属,并且负极总是发生氧化反应: ,故负极表现为渐渐溶解,质量减小.由此可判定,凡在原电池工作过程中发生氧化反应或质量减少的一极为负极;凡发生还原反应或有物质析出的一极为正极. 注意: 原电池的电极有两套称谓:负极又可称为阳极,正极又可称为阴极(不要把负极称为阴极;正极称为阳极).其中正负极一套称谓是对外电路而言,在物理中常用,阴阳极一套称谓是对内电路而言.原电池也是作为电源向用电器提供电能的,所以一般都用外电路的电极名称,称为正负极而不称为阴阳极. ②电解池. A.电解池是在外电源作用下工作的装置.电解池中与电源负极相连的一极为阴极,阳离子在该极接受电子被还原;与电源正极相连的一极为阳极,阴离子或电极本身(对电镀而言)在该极失去电子被氧化. B.电解池(或电镀池)中,根据反应现象可推断出电极名称.凡发生氧化的一极必为阳极,凡发生还原的一极必为阴极.例如用碳棒做两极电解溶液,析出Cu的一极必为阴极;放出的一极必为阳极. 注意: ·电解池中,与外电源正极相连的为阳极,与负极相连的为阴极,这一点与原电池的负对阳,正对阴恰恰相反. ·电解池的电极常称阴阳极,不称正负极. ·电镀池是一种特殊的电解池,电极名称的判定同电解池. 4.电解过程中水溶液的pH变化 用铂或石墨等惰性电极电解某些物质的水溶液时,溶液的pH往往发生变化,其原因主要有两个方面.其一为电解时溶液的浓度发生变化,如果溶质是酸或碱,则它们浓度的改变使其pH也发生变化.其二为析出电解产物时,可能引起水的电离平衡移动,使或相对过剩.一般是自水溶液中析氢气时,消耗,使水的电离平衡向生成的方向移动,使浓度加大,pH上升.若是析出氧气时,则因而消耗了,使水电离平衡向生成方向移动,而使浓度加大,pH下降.这就是电解水溶液时所说的"析氢常伴碱,析氧常伴酸".
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