3.電解精煉銅:以粗銅為陽極,精銅為陰極,含銅離子的溶液作電解質(zhì)溶液。電解時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):陽極(粗銅):Cu -2e- = Cu2+;陰極(純銅):Cu2+ + 2e- = Cu。
2.電鍍:待鍍金屬制品作陰極,鍍層金屬作陽極,含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液,陽極反應(yīng):M ? ne- =Mn+(進(jìn)入溶液),陰極反應(yīng)Mn+ + ne- =M(在鍍件上沉積金屬)
1.氯堿工業(yè)(電解飽和食鹽水):2NaCl + 2H2O == 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
5.原電池、電解池、電鍍池的判斷
(1)若無外接電源,可能是原電池,然后根據(jù)原電池的形成條件判斷
(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,則可能是電解池或電鍍池,當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同,則為電鍍池
(3)若無明顯外接電源的串聯(lián)電路,則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。
(4)可充電電池的判斷:放電時(shí)相當(dāng)于原電池,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng);充電時(shí)相當(dāng)于電解池,放電時(shí)的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O,與外電源正極相連,負(fù)極變?yōu)殛帢O,與外電源負(fù)極相連。
五、電解原理的應(yīng)用
4.酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律(惰性電極)
2.書寫燃料電池電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn):
(1)電池的負(fù)極一定是可燃性氣體,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng);電池的正極一定是助燃?xì)怏w,得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。
(2)寫電極反應(yīng)時(shí),一定要注意電解質(zhì)是什么,其中的離子要和電極反應(yīng)中出現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng),堿性電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H+;酸性電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH-。
(3)可由正負(fù)兩極的電極反應(yīng)式相疊加得到總電極反應(yīng)式,但要注意是在得失電子守恒前提下;電極反應(yīng)要注意是燃料反應(yīng)和燃料產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的相疊加的反應(yīng)式。
⒈ 電極的判斷與電極上的反應(yīng)。
(1)陽極:與電源正極相連的電極,是發(fā)生氧化反應(yīng);若惰性材料(石墨、Pt、Au )作陽極,失電子的是溶液中的陰離子;若為活性金屬電極(Pt、Au除外),失電子的是電極本身,表現(xiàn)為金屬溶解。
(2)陰極:是與電源負(fù)極相連的電極,電極本身不參與反應(yīng);溶液中的陽離子在陰極上得電子,發(fā)生還原反應(yīng)。
⒉ 電流或電子的流向:電解池中電子由電源負(fù)極流向陰極,被向陰極移動(dòng)的某種陽離子獲得,而向陽極移動(dòng)的某種陰離子或陽極本身在陽極上失電子,電子流向電源正極。
⒊ 離子的放電順序:主要取決于離子本身的性質(zhì),也與溶液濃度、溫度、電極材料等有關(guān)。
(1)陰極(得電子能力):Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+,但應(yīng)注意,電鍍時(shí)通過控制條件(如離子濃度等),F(xiàn)e2+和Zn2+可先于H+放電。
(2)陽極(失電子能力):若陽極材料為活性電極(Pt、Au 除外),則電極本身失去電子,而溶液中的陰離子不參與電極反應(yīng);若陽極材料為惰性電極,則有S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子及F-等。
1.充電電池是指既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能(即放電),又能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能(充電)的一類特殊的電池。充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)(因充電、放電的條件不同)。
4.原電池電極反應(yīng)式書寫技巧
(1)根據(jù)給出的化學(xué)方程式或題意,確定原電池的正、負(fù)極,弄清正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的具體物質(zhì)
(2)弱電解質(zhì)、氣體、難溶物均用化學(xué)式表示,其余以離子符號(hào)表示,寫電極反應(yīng)式時(shí),要遵循質(zhì)量守恒、元素守恒定律及正負(fù)極得失電子數(shù)相等的規(guī)律,一般用“=”而不用“→”
(3)注意電解質(zhì)溶液對(duì)正、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響,正、負(fù)極產(chǎn)物可根據(jù)題意或化學(xué)方程式加以確定
(4)正負(fù)電極反應(yīng)式相加得到原電池的總反應(yīng)式,通常用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式,從而得到較難寫的電極反應(yīng)式。
二、原電池原理的應(yīng)用
(1)設(shè)計(jì)原電池(這是近幾年高考的命題熱點(diǎn))
(2)加快了化學(xué)反應(yīng)速率:形成原電池后,氧化還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使反應(yīng)速率增大,例如:實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣;在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量的CuSO4溶液,能使產(chǎn)生H2的速率加快
(3)進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的比較
(4)電化學(xué)保護(hù)法:即金屬作為原電池的正極而受到保護(hù),如在鐵器表面鍍鋅
(5)從理論上解釋鋼鐵腐蝕的主要原因
三、化學(xué)電源
3.判斷原電池正負(fù)極常用的方法
負(fù)極:一般為較活潑金屬,發(fā)生氧化反應(yīng);是電子流出的一極,電流流入的一極;或陰離子定向移動(dòng)極;往往表現(xiàn)溶解。
正極:一般為較不活潑金屬,能導(dǎo)電的非金屬;發(fā)生還原反應(yīng);電子流入一極,電流流出一極;或陽離子定向移向極;往往表現(xiàn)為有氣泡冒出或固體析出。
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