电解知识总结Word格式.docx

电解知识总结Word格式.docx

《电解知识总结Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解知识总结Word格式.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

例如，判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。

硫酸钡难溶于水（20℃时在水中的溶解度为2.4×

10-4g），溶液中离子浓度很小，其水溶液不导电，似乎为非电解质。

但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离（20℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%）。

因此，硫酸钡是电解质。

碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况，也是电解质。

从结构看，对其他难溶盐，只要是离子型化合物或强极性共价型化合物，尽管难溶，也是电解质。

4.判断氧化物电解质：

判断氧化物是否为电解质，也要作具体分析。

非金属氧化物，如SO2、SO3、P2O5、CO2等，它们是共价型化合物，液态时不导电，所以不是电解质。

有些氧化物在水溶液中即便能导电，但也不是电解质。

因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质，溶液中导电的不是原氧化物，如SO2本身不能电离，而它和水反应，生成亚硫酸，亚硫酸为电解质。

金属氧化物，如Na2O，MgO，CaO，Al2O3等是离子化合物，它们在熔化状态下能够导电，因此是电解质。

需要注意的是，氯化铝（AlCl3）是电解质，但是是共价化合物而不是离子化合物

5.电解原理：

电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。

阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；

阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。

在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；

H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。

所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。

电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。

此理论电解电压可由能斯特方程计算：

　　注：

式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/（K·

mol）；

T为温度（K）；

n为电极反应中得失电子数；

F为法拉第常数，等于96500C/mol；

α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。

6.以cucl2为例进行电解原理的分析：

CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl－。

通电前，Cu2+和Cl－在水里自由地移动着；

通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。

溶液中带正电的Cu2+向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。

在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；

在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。

　　阴极：

Cu2++2e－=Cu

　　阳极：

2Cl－－2e－=Cl2↑

电解CuCl2溶液的化学反应方程式：

CuCl2=Cu+Cl2↑（电解）

说明：

　　①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。

②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。

用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：

Ag+>

Hg2+>

Fe3+>

Cu2+>

Pb2+>

Sn2+>

Fe2+>

Zn2+>

H+>

Al3+>

Mg2+>

Na+>

Ca2+>

K+；

水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是：

S2->

I->

Br->

Cl->

OH->

含氧酸根>

F-。

7.分析惰性电极电解反应的一般方法步骤：

①分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；

②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；

③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

8.电解质的分类：

（按电解质状态）

.1.水溶液电解：

主要有电解水制取氢气和氧气；

电解氯化钠（钾）水溶液制氢氧化钠（钾）和氯气、氢气；

电解氧化法制各种氧化剂，如过氧化氢、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸盐等；

电解还原法如丙烯腈电解制己二腈；

湿法电解制金属如锌、镉、铬、锰、镍、钴等；

湿法电解精制金属如铜、银、金、铂等。

此外电解、电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过水溶液电解来实现的。

2，②熔融盐电解：

主要包括：

金属冶炼，如铝、镁、钙、钠、钾、锂、铍等;

金属精制,如铝、钍等；

此外，还有将熔融氟化钠电解制取元素氟等。

9．用途：

电解广泛应用于冶金工业中，如从矿石或化合物提取金属（电解冶金）或提纯金属（电解提纯），以及从溶液中沉积出金属（电镀）。

金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的；

电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。

电解水产生氢气和氧气。

水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2（g）和O2（g）。

电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。

例如：

可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。

第二部分：

电解基础知识总结

1、电解池的基本情况

（1）构成：

直流电源、两极、电解质溶液和闭合回路。

（2）能量转化形式：

电能转化为化学能。

（3）电极与电极反应：

与直流电源的正极相连的是阳极，发生氧化反应；

与直流电源的负极相连的是阴极，发生还原反应。

（4）溶液中阴、阳离子的移动方向：

阳离子移向阴极；

阴离子移向阳极。

（5）电子流向：

直流电源的负极→电解池的阴极（得电子）；

在电解质溶液中，靠阴、阳离子发生定向移动而导电；

电解池的阳极（失电子）→直流电源的正极。

（6）电解质导电的过程实质就是电解的过程。

2、电极反应规律

（1）阳极反应（与电极材料有关）

①若为活泼电极（除金、铂以外的金属电极）：

金属失去电子生成金属离子；

②若为惰性电极（石墨、铂）：

阴离子放电，常用阴离子的放电顺序为：

OH 

- 

<

Cl- 

Br- 

I- 

S2-；

②阴极反应（与电极材料无关）：

阳离子放电，常见阳离子的放电顺序为：

H+<

Cu2+<

Fe3+<

Ag 

+。

3、用惰性电极电解电解质溶液的规律：

（1）电解水型：

强碱：

NaOH、KOH、Ba（OH）2；

含氧酸：

H2SO4、HNO3等；

活泼金属的含氧酸盐：

Na2SO4、K2SO4等。

电解后复原方法：

加H2O。

（2）电解电解质本身型：

无氧酸：

HCl、HBr、HI等；

不活泼金属的无氧酸盐：

CuCl2、CuBr2、CuI2等。

加电解质本身。

（3）电解水和电解质型

①放氢生碱型：

NaCl、NaBr、KI、Na2S等；

加HCl、HBr、HI、H2S气体。

②放氧生酸型：

CuSO4、AgNO3等。

加CuO、Ag2O。

4、电镀池的特点

（1）电极：

镀层金属或惰性电极作阳极，镀件作阴极。

（2）电解质溶液：

含有镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液。

（3）镀层金属离子浓度变化情况：

若用镀层金属

作阳极，电解质溶液中的镀层金属离子浓度不变；

若用惰性电极作阳极，电解质溶液中的镀层金属离子浓度减小。

5、电解精炼铜的电解槽特点

粗铜做阳极，精铜作阴极。

硫酸酸化的CuSO4溶液

（3）粗铜中各成分的去向：

比铜活泼的金属（如Fe、Zn、Ni等）失去电子进入溶液，以离子形式存在；

不如铜活泼的金属（如金、铂等）以单质形式落入阳极下方，形成阳极泥。

6、重要的电极反应式和电解总式

（1）用惰性电极电解食盐水

阳极：

2Cl- 

-2e- 

==Cl2↑

阴极：

2H+ 

+2e- 

==H2↑

总反应式：

+2H2O（通电） 

H2↑+Cl2↑+2OH-

2NaCl+2H2O 

（通电）H2↑+Cl2↑+2NaOH

（2）用惰性电极电解CuSO4溶液

4OH- 

-4e- 

==O2↑+2H2O

2Cu2+ 

+4e- 

==2Cu

+2H2O（通电） 

2Cu↓+O2↑+4H+

2CuSO4+2H2O 

（通电） 

2Cu↓+O2↑+2H2SO4

（3）用惰性电极电解AgNO3溶液

4Ag+ 

==4Ag

+2H2O 

4Ag↓+O2↑+4H+

4AgNO3 

4Ag↓+O2↑+4HNO3

（4）电解精炼铜

阳极（粗铜）：

Cu-2e- 

==Cu2+

阴极（纯铜）：

Cu2+ 

+2e- 

==Cu

（5）电镀铜

阳极（纯铜）：

Cu-2e- 

阴极（待镀金属，如Fe）：

（6）用惰性电极电解CuCl2溶液

==Cl2↑

+Cu2+ 

Cl2↑+Cu

（7）用惰性电极电解熔融的氯化钠的电解总式：

2NaCl 

（通电）2Na+Cl2↑

7、注意事项

（1）电解质先电离后电解，难溶物一般不能被电解。

（2）电解时电极反应可能会发生改变。

第三部分：

电解质溶液中的等量关系

在电解质溶液里，各粒子浓度间存在着一些等量关系，从不同的角度可以列出不同的等式。

现分析如下。

一、电荷守恒关系

电解质溶液是呈电中性的，在电解质溶液里，阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。

据此可以列出阴阳离子的物质的量浓度间的等量关系。

例如，在CH3COONa溶液中，

C（Na+）+C（H+）=C（CH3COO-）+C（OH-）；

在Na2SO4溶液中，C（Na+）+C（H+）=2C（SO42-）+C（OH-）；

在Na2CO3 

溶液中，C（Na+）+C（H+）=2C（CO32-）+C（OH-）+C（HCO3-）。

二、元素守恒关系

电解质溶于水后，要发生电离，有些离子还要发生水解反应，离子的存在形式要发生变化，但元素的物质的量是不变的。

据此可以列出有关的等量关系。

例如，在Na2CO3 

溶液中，钠元素与碳元素的物质的量之比为2：

1。

钠元素的存在形式为Na+，碳元素的存在形式由于CO32-的部分水解而变为CO32-、HCO3-和H2CO3 

。

由C（钠元素）=2C（碳元素），即可列出：

C（Na+）=2C（CO32-）+2C（H2CO3）+2C（HCO3-）。

在（NH4）2SO4 

溶液中，氮元素与硫元素的物质的量之比为2：

1，故

C（氮元素）=2C（硫元素）。

由于 

NH4+ 

+H2O 

NH3·

H2O+H+，氮元素的存在形式为NH4+ 

和NH3·

H2O。

所以等量关系为：

C（NH4+）+C（NH3·

H2O）=2C（SO42-）。

三、质子守恒关系

在盐溶液中，粒子浓度间除了存在电荷守恒关系和元素守恒关系外，还存在一种质子守恒关系。

分析方法是，在盐溶液（酸式盐和碱式盐除外）中，H