電解原理
以nacl溶液為例:
電極反應式:陰極 2h++2e-=h2↑;陽極 2cl--2e-=cl2↑
總反應式:
陰極由于h+放電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中oh-濃度增大,溶液ph值增大,整個電解質溶液堿性增強,ph值增大。
(3)放氧生酸型: (如cuso4、agno3)溶液的電解
以cuso4溶液為例:
電極反應式:陰極 2cu2++4e-=2cu;陽極 4oh--4e-=o2↑+2h2o
總反應式:
陽極由于oh-放電,破壞了水的電離平衡,水的電離程度增大,電極附近溶液中h+濃度增大,溶液ph值減小,整個電解質溶液酸性增強,ph值減小
4.電極方程式的書寫和總的離子反應式的書寫
電極方程式是以實際反應的微粒符號來表示的,當水中的氫離子或氫氧根離子參加反應時,在電極反應式中表示時就以h+或oh-表示。
總的離子反應式表示時要注明反應條件-電解,總式的書寫要符合離子方程式的書寫要求。
[例2] (XX年高考江蘇卷,電解)某同學按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( )
(a)電解過程中,銅電極上有h2產生
(b)電解初期,主反應方程式為:cu+h2so4 cuso4+h2↑
(c)電解一定時間后,石墨電極上有銅析出
(d)整個電解過程中,h+的濃度不斷增大
[解析] 陽極為銅電極,始終為cu失電子變為cu2+,故a錯;陰極為石墨,先是h+得電子放出h2,后是cu2+得電子析出cu,故bc對,在電解過程中消耗h+,因此濃度變小,故d錯。
【答案】bc。
[方法技巧]要學會根據放電順序來分析電極反應,從而解答相關問題。
考點3:電解原理的有關應用。
1.電解精煉銅
(1)裝置組成
①電極材料: 與電源的正極相連作陽極, 與電源負極相連作陰極
②電解質溶液:用 作電解液
③反應原理:陽極銅以及比銅活潑的雜質金屬鋅、鐵、鎳等失電子被氧化,轉化成離子進入溶液中,不活潑金屬如金和銀等沉積在陽極下面形成陽極泥,陰極cu2+得電子被還原在陰極上析出,其它如zn2+、fe2+留在溶液中。
④特征:電解精煉過程中cuso4溶液的濃度幾乎不變,產品純度高。
2.電鍍
(1)裝置組成:
①電極材料: (如精銅)與電源的正極相連作陽極, (如鐵制品)與電源負極相連作陰極
②電解質溶液:用含 的電解質配成溶液(如cuso4溶液加一些氨水)作電鍍液
(2)反應原理:陽極鍍層金屬(銅)失電子被氧化,轉化成離子進入溶液中,陰極鍍層金屬離子cu2+得電子被還原在陰極上析出。
(3)特征:電鍍過程中電解質cuso4溶液的濃度幾乎不變。
3.氯堿工業
工業上用電解飽和食鹽水的方法來制取燒堿、氯氣和氫氣,并以它們為原料進一步生產一系列化工產品,稱氯堿工業。
(1) 離子交換膜法電解池的組成:
以石墨為陽極,以鋼棒為陰極,精制的飽和食鹽水為電解質溶液,用陽離子交換膜將電解槽隔成陰極室和陽極室。