电解池发表评论(0)编辑词条

　　电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属，是将电能转化为化学能的一个装置（构成：外加电源，电解质溶液，阴阳电极）。　

　　基本概念
　　(1) 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。
　　　　(2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
　　　　(3) 当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程电解原理

　　阴极：与电源负极相连的电极。（得电子发生还原反应）
　　　　阳极：与电源正极相连的电极。（失电子发生氧化反应）

　　电解定义
　　电解是使电流通过电解质溶液（或者是熔融的电解质）

　　而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

　　通电后发生反应：

电解池原理

　　CuCl2=（电解）Cu + Cl2

　　阳极：2Clˉ―2e- → Cl2

　　阴极：cu2﹢+2e- → Cu↓

　　电解过程中的能量转化（装置特点）一定不参与反应 不一定惰性电极阳极：不一定参与反应 也不一定是惰性电极

　　反应条件
　　①连接直流电源

　　②阴阳电极 阴极：与电源负极相连为阴极 阳极：与电源正极相连为阳极

　　③两极处于电解质溶液或熔融电解质中

　　④两电极形成闭合回路

　　电极反应
　　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-在阳极上失去电子转化为Cl2，阳极反应式：2Cl- -2e- =Cl2↑ 简记为阳氧。

　　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 简记为阴原（阴原）

　　电解结果
　　在两极上有新物质生成

　　反应规律
　　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（除Pt Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F-

　　阴极：溶液中阳离子得电子能力：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+（即金属活泼性顺序表的逆向）

　　规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件。

　　四类电解型的电解规律（当阳极为惰性电极时）

　　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），无氧酸pH变大，不活泼金属的无氧酸盐PH不变。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。

　　电解意义
　　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，在金属的保护方面也有一定的用处。

　　（电解饱和食盐水）制取氯气、氢气、烧碱。

　　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↑

电解槽示意图

　　用离子方程式表示：2Cl－+2H2O=（等号上为通电）2OH－+H2↑+Cl2↑。

　　电镀应用
　　电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或者合金的过程

　　条件：①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子

　　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：Mn－e- =Mn+

　　阴极：Mn+ +e- =Mn

　　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。

　　金属防护
　　⑴改变金属的内部组织结构合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。
　　　　⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。
　　　　⑶电化学保护法
　　　　①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。
　　　　②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极。

　　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↑

　　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：活性电极>S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根离子（如SO4 2-、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。

　　注意事项
　　（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

　　记忆方法
　　阳极出氧卤，阴极氢金属。

　　盐的离子都放电，离子浓度急速减；

　　盐的离子不放电，水耗离子浓度添。

　　酸根离子单放电，产物必得卤氢碱；

　　金属离子单放电，产物必得含氧酸。