电解池的构成条件

化学能与电能电解池的构成条件内容讲解一、电化学基本内容1、定义：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。2、根据反应产物与电流的关系，电化学反应过程（及其装置）可以分为两类：产生电流的反应借助电流发生的反应：化学能转换为电能：电能转换为化学能电解池1.能量转化能转化为能2.电极名称3.电子流向极到极_____极到极3.电流方向极到极_______极到极5.离子运动方向阳离子→极，（记忆方法：）阴离子→极.（记忆方法：）化学电阴极阳极负正负正阳阴阴极上有电子阳极上缺电子阴阳阴阳电解池6.工作原理阴极：电子的一极，电子，发生反应阳极：电子的一极，电子，发生反应7.构成条件流入失去氧化流出得到还原⑶两电极插入电解质溶液或熔融的电解质⑷形成闭合回路⑴有外加直流电源⑵有两个电极（一）电极的分类：1、按照电源：2、按照活泼性：阳极阴极惰性电极：C、Pt、Au活性电极：Ag及Ag之前的金属阳极：离子，阴极：离子，（二）放电顺序：活性电极S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+活泼金属阳离子阳阴正常浓度时H+正常浓度小，Fe2+、Zn2+浓度浓度一直保持很大时2H++Cl－＝Cl2↑+H2↑Cu2++2Cl－＝Cu+Cl2↑（三）电解的类型及电极反应式的书写（写出下列装置的电极反应式、总反应式pH变化、复原方法）惰性电极：2Cl－－2e－＝Cl2↑2H++2e－＝H2↑2HCl＝Cl2↑+H2↑电解浓度：pH：复原：减小增大HCl气体阳极：阴极：总反应：电解2Cl－－2e－＝Cl2↑Cu2++2e－＝CuCuCl2＝Cu+Cl2↑电解阳极：阴极：总反应：电解浓度：pH：减小增大复原：CuCl2固体电解自身型2NaCl+2H2O＝2NaOH+Cl2↑+H2↑2Cl－+2H2O＝Cl2↑+H2↑+2OH－阳极：阴极：总反应：2Cl－－2e－＝Cl2↑2H++2e－＝H2↑电解电解浓度：pH：减小增大复原：HCl气体放氢生碱型NaCl溶液换成MgCl2溶液呢？阳极：阴极：总反应：MgCl2+2H2O＝Mg(OH）2+Cl2↑+H2↑Mg2++2Cl－+2H2O＝Cl2↑+H2↑+Mg（OH)22Cl－－2e－＝Cl2↑2H++2e－＝H2↑电解电解4AgNO3+2H2O＝4Ag+O2↑+4HNO34Ag++2H2O＝4Ag+O2↑+4H+阳极：阴极：总反应：阳极：阴极：总反应：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑2Cu2++4e－＝2Cu2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO42Cu2++2H2O＝2Cu+O2↑+4H+电解电解电解电解4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4Ag++4e－＝4Ag浓度：pH：减小减小复原：CuO固体放氧生酸型浓度：pH：减小减小复原：Ag2O固体4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：总反应：浓度：pH：增大不变复原：H2O4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：总反应：浓度：pH：增大减小复原：H2O4OH－－4e－＝2H2O+O2↑4H++4e－＝2H2↑2H2O＝O2↑+2H2↑电解阳极：阴极：总反应：浓度：pH：增大增大复原：H2O电解水型将以上装置中的惰性电极换为Cu电极？如何快速改写?所有装置的阳极反应进改为：Cu—2e-=Cu2+阴极反应不变总反应做相应的变化:2、Cu+2H+＝H2↑+Cu2+电解7、Cu+2H+＝H2↑+Cu2+电解3、Cu+2H2O＝H2↑+Cu(OH)2电解1、无4、无5、Cu+2Ag+=Cu2++2Ag电解6、Cu+2H2O＝H2↑+Cu(OH)2电解8、Cu+2H2O＝H2↑+Cu(OH)2电解书写步骤及注意事项：1、看清电极材料2、找出溶液中的阳离子和阴离子3、根据放电顺序及电极材料确定放电微粒4、电极反应式一定为离子方程式：不考虑放电微粒来源以及后续反应5、总反应式：考虑放电微粒的来源，满足离子方程式的书写规则6、两极相加不一定为总反应7、总反应写条件：电解+-OH-Na+阴极阳极电解饱和食盐水只允许阳离子通过阳离子交换膜H2O+少量NaOH饱和NaClNaOH溶液淡盐水H2Cl22Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑H+从何来？1、电解饱和食盐水⑴阴极材料：电极反应：。阳极材料：电极反应：。总反应：。⑵设备。2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑电解阳离子交换膜电解槽避免Cl2和NaOH反应只允许阳离子自由通过TiFe而阻止阴离子和气体通过。（四）电解原理应用——氯碱工业阳极放电，产生。开始时阴极区需要加入。⑶电解过程：阴极放电，产生，使浓度增大，即阴极区产生。H+Cl-OH-H2Cl2NaOHH2开始时阴极区需要加入。H2O少量NaOH增强导电性NaCl溶液⑷NaCl精炼：电解过程中Na+定向移向：。阴极①→加入NaOH溶液③→加入BaCl2溶液②→加入Na2CO3溶液④→过滤→加入盐酸①②③④②①③④②③①④⑴用的原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程。实质是.⑵镀层金属作极，镀件作极，电镀液。⑶Fe上镀Cu原理：作阴极，；作阳极，。⑷电镀液的浓度在电镀过程中。2、电镀：电解称为镀件称为镀层阴阳含有镀层金属离子的溶液FeCuCu2++2e-=CuCu—2e-=Cu2+不变⑸注意：离子浓度会影响放电顺序当Fe2+、Zn2+浓度一直保持很大时，将优先于H+放电从而实现镀铁、镀锌镀层金属在阳极溶解然后在镀件上析出⑴实质是用原理，使粗金属先再的过程⑵精炼铜的原理：粗铜作极，；精铜作极，；电解液含有。⑶比铜活动性强的杂质形成，比铜活动性弱的杂质形成。3、精炼：电解溶解在纯金属上析出阴阳Cu2++2e-=CuCu—2e-=Cu2+Cu2+阳极泥金属阳离子进入溶液⑷电解液的浓度在电解过程中。减小Fe、Zn等活泼金属溶解时，析出Cu，使Cu2+浓度减小2NaCl=2Na+Cl2↑4、活泼金属的冶炼（1）制钠：阳极：阴极：总反应：2Na++2e—=2Na2Cl——2e—=Cl2↑MgCl2=Mg+Cl2↑（2）制镁：注意:不用MgO，MgO熔点太高阳极：阴极：Mg2++2e—=Mg2Cl——2e—=Cl2↑（熔融）（熔融）电解电解2Al2O3=4Al+3O2↑（3）制铝：总反应：阳极：阴极：4Al3++12e—=4Al6O2——12e—=3O2↑（熔融）电解注意:不用AlCl3，熔融AlCl3不导电KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg电解法还原法热分解法不同金属冶炼方法的选择KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg简单，实用，节省的原则同一种金属可能有不同的冶炼方法M-ne-=Mn+六、金属的腐蚀（一）金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。接触到的气体或液体2、本质：（反应）氧化3、类型：直接反应—腐蚀；原电池反应—腐蚀化学电化学金属与接触到的（如、、等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。（二）化学腐蚀：干燥的氧化剂O2Cl2SO21、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生反应，的金属失去电子而被。如在潮湿的空气中生锈。2、类型：（三）电化学腐蚀：原电池氧化较活泼生铁析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈水膜呈负极（Fe）正极（C）总反应较强酸性中性、碱性、弱酸性2H++2e-＝H2↑O2+4e-+2H2O＝4OH-Fe－2e-＝Fe2+Fe－2e-＝Fe2+Fe+2H+＝Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2＝2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O（铁锈）电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与接触与直接接触有无电流本质联系两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度快，危害更重。3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：电解质溶液氧化剂无弱电流较活泼的金属被氧化金属被氧化同时电化学使它隔离________、______等物质(四)金属的防护1、改变金属的内部结构制成合金（不锈钢）2、在金属表面覆盖保护层，空气水喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化、搪瓷等。3、金属的电化学防护（1）牺牲阳极的阴极保护法被保护的金属做正极，活泼金属保护不活泼金属（2）外加直流电源的阴极保护法被保护的金属做阴极健身器材刷油漆衣架和电线外面包上一层塑料层某些金属工具或“机械传动部位”，用油脂来防锈船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是______________________________(5)(2)(1)(3)(4)金属腐蚀的快慢速度：电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极