化学电解原理及其应用.docVIP

概述 所属知识点： [基本理论] 包含次级知识点： 电解池的定义 、 电解池的构成条件 、 电解池的电极名称 、 电解池的电极反应 、 电解池的阴阳极的判断 、 电解池阴阳极产物的判断 、 铜的电解精炼 、 电镀 、 氯碱工业 知识点总结 　　电解原理在工业生产中有着广泛的应用。对于比较活泼的金属，我们常用电解的方法制取，还可以采用电解的方法对某些金属进行精炼提纯;也可以采用电解的方法制取氢氧化钠、氢气和氯气等;为了增强美观，我们可以在金属或其他物品表面镀上一薄层其他金属或合金，以增强金属的抗腐蚀能力——这就是电镀。 　　1、借助于电流在两极发生氧化还原反应的装置，叫电解池或电解槽。电解池就是一种把电能转化为化学能的装置。 　　2、电解池的构成条件：直流电源、电极、电解质溶液或熔融的电解质，用导线连接成闭合电路。电解池的电极名称及电极反应：电解池的两极由电极与电源正、负极的联接情况直接判断。阴极：与电源的负极相连的电极;吸引溶液中的阳离子、得电子、还原反应。阳极：与电源的正极相连的电极，吸引溶液中的阴离子、失电子、氧化反应。 　　3、电解池的阴阳极的判断：①阴极：得电子，还原反应。电极本身不参加反应，一定是电解质溶液中阳离子“争”得电子;②阳极：失电子，氧化反应。若为金属(非惰性)电极，电极失电子;若为惰性电极，电解质溶液中阴离子“争”失电子 　　4、铜的电解精炼：应用电解原理，进行粗铜的提纯。 　　①粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液(含铜离子的电解质溶液)作电解液。 　　②电极反应：阴极：Cu2++2e-=Cu　　 阳极：Cu-2e-=Cu2+ 　　③比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式进入溶液中;比铜不活泼的金属杂质(金银等贵重金属)——形成阳极泥，沉积在阳极底部。 　　说明：电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变 　　电镀：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。①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合金的过程。②电镀材料的选择：阴极——镀件　阳极——镀层金属　 电镀液——含有镀层金属离子的溶液。③电镀过程的特点：牺牲阳极;电镀液的浓度(严格说是镀层金属离子的浓度)保持不变;在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH-一般不放电。④实例：在铁制品上镀铜：阳极——铜　阴极——铁制品　 电镀液——CuSO4溶液。 常见考法 　　本部分知识经常以选择、填空、计算等形式考查电解池的电极反应，电极产物的量的计算，以及常见电解质的电解反应，三种电池的综合考查等。知识的难度较大，计算的强度高，一定要记住两个守恒：电荷守恒、质量守恒。 误区提醒 　　1、电镀：镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属阳离子的盐溶液做电解液就可以构成电镀装置。 　　2、金属做阳极本身失去电子，含有镀层金属阳离子的盐溶液做电解液，电镀之后为使镀层稳固，还应放在钝化液中，控制一定条件使H+、OH-不参加反应。 　　3、电镀的结果是：阳极金属不断减少，阴极镀层金属不断增加，而电镀液中所含金属离子的浓度保持不变。 　　4、电镀与电解一般区别为：①电镀时阳极为镀层金属，阳极参加反应，而电解时阳极不一定参加反应;②电镀液中的金属阳离子与阳极金属相同，而电解时则不一定相同;③电镀后电解液浓度不变，而电解时电解液浓度可能发生变化。 　　5、原电池、电解池和电镀池的判别： 　　(1)单池判断规律：若无外接电源则为原电池(符合原电池的构成原理)，若有外接电源且阳极材料与电解液中阳离子为同种元素则为电镀池，有外接电源符合电解池的基本构造则为电解池; 　　(2)组合池判断规律：当多池组合时，若无外电源，则该组合中必有一池为原电池，通常选择两极活泼性差异最大的池，若有外电源，则各池均为电解池(再看是否有特殊构造以判断是否有电镀池)。 　　【典型例题】 　　例析： 　　1L0.1mol/L的AgNO3溶液在以银作阳极，铁作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16g时，下列判断正确的是(设电解按理论进行，溶液不蒸发)( ) 　　A. 溶液的浓度变为0.08mol/L　　　B. 阳极上产生112mL的氧气(标准状况) 　　C. 转移的电子数是1.204×1022个　D. 反应中有0.02mol的Ag被氧化 　　解析： 　　依据电极和电解液可知该装置为电镀池，其电极反应为：阳极Ag-e-=Ag+;阴极：Ag++e-=Ag;由此可知在电镀过程中溶液的浓度并没有发生改变，所以选项A是不正确的;由于阳极上没有氧气生成，所以选项B也是错误的;在电极反应中转移的电子的数目为：(2.16g/108g/mol)×6.02×1023/mol=1.204×1022，且有0.02mol的Ag失去电子. 　　答案：CD