高中化学原电池的电极方程式怎么写啊具体
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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
(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
GamryRaman
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