基本内容
基本概念
(1) 使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程叫做電解。
(2) 把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。
(3) 當離子到達電極時,失去或獲得電子,發生氧化還原反應的過程電解原理
陰極:與電源負極相連的電極。(得電子發生還原反應)
陽極:與電源正極相連的電極。(失電子發生氧化反應)
電解原理在現代生産生活中的應用,除氯堿工業(電解食鹽水)、電解冶煉外,還有電鍍、金屬的電解精煉、二次電池充電等領域.
電解定義
電解是使電流通過電解質溶液(或者是熔融的電解質)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。
陰極一定不參與反應 不一定是惰性電極;陽極不一定參與反應 也不一定是惰性電極
反應條件
①連接直流電源
②陰陽電極 陰極:與電源負極相連為陰極 陽極:與電源正極相連為陽極
③兩極處于電解質溶液或熔融電解質中
④兩電極形成閉合回路
電極反應
電極反應與電源的正極相連的電極稱為陽極。
物質在陽極上失去電子,發生氧化反應。
與電源的負極相連的電極成為陰極。
物質在陰極上得到電子,發生還原反應。
電解結果
在兩極上有新物質生成
反應規律
陽極:活潑金屬—電極失電子(Au,Pt 除外);
惰性電極—溶液中陰離子失電子
失電子能力:活潑金屬(除Pt Au)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F-
陰極:溶液中陽離子得電子能力:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即金屬活潑性順序表的逆向)
規律:鋁前(含鋁)離子不放電,氫(酸)後離子先放電,氫(酸)前鋁後的離子看條件。
四類電解型的電解規律(當陽極為惰性電極時)
①電解水型(強堿,含氧酸,活潑金屬的含氧酸鹽),pH由溶液的酸堿性決定,溶液呈堿性則pH增大,溶液呈酸性則pH減小,溶液呈中性則pH不變。電解質溶液複原—加适量水。
②電解電解質型(無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽),無氧酸pH變大,不活潑金屬的無氧酸鹽PH不變。電解質溶液複原—加适量電解質。
③放氫生堿型(活潑金屬的無氧酸鹽),pH變大。電解質溶液複原—加陰離子相同的酸。
④放氧生酸型(不活潑金屬的含氧酸鹽),pH變小。電解質 溶液複原—加陽離子相同的堿或氧化物。
電解意義
使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應,得到所需的化工産品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬,在金屬的保護方面也有一定的用處。
電解工業
氯堿工業
氯堿工業(電解飽和食鹽水)制取氯氣、氫氣、燒堿。
飽和食鹽水溶液中存在Na+和Cl-以及水電離産生的H+和OH-。
其中氧化性H+>Na+,還原性Cl->OH-。所以H+和Cl-先放電(即發生還原或氧化反應)。
陰極:2H++2e-=H2↑ (還原反應)
陽極:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反應)
總反應的化學方程式:2NaCl+2H2O=(等号上為通電)2NaOH+H2↑+Cl2↑
用離子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等号上為通電)2OH-+H2↑+Cl2↑。
電鍍應用
電鍍:應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程
條件:①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽極③電鍍液中含鍍層金屬離子
電鍍時,把待鍍的金屬制品(即鍍件)作陰極,鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。
陽極:Mn-e-=Mn+
陰極:Mn+ +e-=Mn
這樣,在直流電的作用下,鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。同樣的道理,用純銅作陰極,用粗銅作陽極,用CuSO4溶液作電解液。通入直流電,作為陽極的粗銅逐漸溶解,在陰極上析出純銅,從而達到提純銅的目的。
金屬防護
⑴改變金屬的内部組織結構合金鋼中含有合金元素,使組織結構發生變化,耐腐蝕。如:不鏽鋼。
⑵在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有:塗油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等;使表面生成緻密氧化膜;在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。
⑶電化學保護法
①外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構成電解池,被保護的金屬作陰極。
②犧牲陽極的陰極保護法:外加負極材料,構成原電池,被保護的金屬作正極。
冶煉金屬
鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬,很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質,因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉:
陰極:2Na++2e-=2Na
陽極:2Cl--2e-=Cl2↑
放電順序
(1)陽極:與電源的正極相連。
當陽極的電極材料為金屬(Pt或Au除外)時,通電後作電極的金屬失去電子變成金屬離子,溶解到電解質溶液中。
當陽極的電極材料是惰性物質(如Au、Pt或石墨)時,通電後溶液中的陰離子在陽極上失去電子,當溶液中同時存在多種陰離子時,還原性強的離子先失去電子發生氧化反應。
常見陰離子的還原性由強到弱的順序是:活性電極>S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根離子(如SO4 2-、NO3-等)>F-。
Cl-和OH-在電解時的電極反應式分别是:2Cl- -2e-=Cl2↑
4OH- -4e-=2H2O+O2↑
因為水電離能夠産生OH-,所以電解含氧酸鹽溶液時,在陽極上是OH-放電生成氧氣,而含氧酸根離子不發生變化。(當陽極為惰性金屬常用鉑金時自身放電)
(2)陰極:與電源的負極相連。在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子。
當溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原。在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原。
電解規律
注意事項
(1)無氧酸是其本身的電解
(2)含氧酸是水的電解
(3)可溶性堿是水的電解
(4)活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解
(5)活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣并伴随溶液顯堿性,陽極析出非金屬單質
(6)不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的電解
(7)中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬,陽極得到氧氣同時酸性提高
記憶方法
陽極出氧鹵,陰極氫金屬。
鹽的離子都放電,離子濃度急速減;
鹽的離子不放電,水耗離子濃度添。
酸根離子單放電,産物必得鹵氫堿;
金屬離子單放電,産物必得含氧酸。



















