高中电化学详解Word格式文档下载.docx

高中电化学详解Word格式文档下载.docx

《高中电化学详解Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中电化学详解Word格式文档下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2电极反应

放电是电化学中常用的词，就是电极上发生氧化-还原反应，离子或原子得失电子的过程都叫放电。

阴极

与电源的负极相连的电极成为阴极。

溶液中阳离子在阴极上得到电子，发生还原反应。

如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：

Cu2++2e＝Cu

：

阴极电极材料的本身受到保护，不参与反应，溶液中较易得电子的阳离子在阴极上得电子而被还原，在阴极得电子的难易顺序为：

Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。

当此放电顺序适用于阳离子浓度相差不大时，顺序要有相应的变动。

当溶液中H+只来自于水电离时，H+的放电顺序介于A13+和Zn2+之间。

规律：

铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件

阳极：

与电源的正极相连的电极称为阳极。

物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。

如上图装置中，Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2，阳极反应式：

2Cl--2e＝Cl2↑

首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。

如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力。

此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序：

S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞NO3->

SO42->

含氧酸根＞F－。

Cl－和OH－在电解时的电极反应式分别是：

2Cl-―2e＝Cl2↑

（

4OH-―4e＝2H2O＋O2↑

因为水电离能够产生OH－，所以电解含氧酸盐溶液时，在阳极上是OH－放电生成氧气，而含氧酸根离子不发生变化。

（当阳极为惰性金属常用的为C铂金时自身放电）

酸、碱、盐溶液电解规律

（1）无氧酸是其本身的电解；

（2）含氧酸是水的电解；

（3）可溶性碱是水的电；

（4）活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解；

（5）活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性，阳极析出非金属单质；

;

（6）不活泼金属的无氧盐是该盐的电解；

（7）中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属，阳极得到氧气同时酸性提高。

电解池中的离子放电顺序是用来判断电解时哪种离子先反应。

比如电解等浓度的CuSO4-FeCl2溶液，溶液中有Cu2+、Fe2+、H+、SO42-、Cl-、OH-。

由于放电能力是Cu2+＞H+＞Fe2+，Cl-＞OH-＞SO42-，所以开始时：

阳极：

2Cl--2e=Cl2↑

阴极：

Cu2++2e=Cu

电解一段时间后，Cu2+和Cl-反应完了，反应就变成了：

4OH--4e=O2↑+2H2O

2H++2e=H2↑

}

3电解结果

在两极上有新物质生成。

溶液的离子浓度可能发生变化如：

电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。

因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电，所以酸碱性可能发生改变。

4电解规律

四类电解型

①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐），pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。

电解质溶液复原—加适量水。

②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐，），pH变大。

电解质溶液复原—加适量电解质。

③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐），pH变大。

电解质溶液复原—加阴离子相同的酸。

④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐），pH变小。

电解质溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物。

酸、碱、盐溶液的电解规律（惰性电极做阳极）

类型

电极反应特点

实例

电解对象

电解质浓度

pH

电解质溶液复原

电解水型

阴：

2H++2e-==H2↑

阳：

2OH--4e-==2H2O+O2↑

NaOH

水

.

增大

H2SO4

减小

Na2SO4

不变

&

电解电解质型

电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

电解质

氯化氢

CuCl2

氯化铜

放H2生碱型

H2O放H2生碱

电解质阴离子放电

NaCl

电解质和水

生成新电解质

放O2生酸型

电解质阳离子放电

H2O放O2生酸

CuSO4

氧化铜

电解规律的应用

（1）电解规律的主要应用内容是：

依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。

（2）恢复电解液的浓度：

电解液应先看pH的变化，再看电极产物。

欲使电解液恢复一般是：

电解出什么物质就应该加入什么，如：

电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气，所以应该加入的是氯化氢。

/

（3）在分析应用问题中还应该注意：

一要：

不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序，还应该注意电极材料（特别是阳极）的影响；

二要：

熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。

有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。

解答此类题的方法有两种：

一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；

二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒等式求解。

以电子守恒较为简便，注意运用。

例如，铁-石墨-氯化钠溶液构成的电解池，铁为阳极，阴极上是水中氢离子放电还是溶解氧放电为什么

这是一个关于电解池放电顺序知识点的考察，电解池分阴极和阳极，Fe作阳极，失电子，C做阴极，得电子，溶液中的阳离子较O2分子更易得到电子，故从阳离子方向考虑，而溶液中的阳离子包括：

Na+和H+从氧化性来看：

H+的氧化性更强一些，因此阴极发生的反应为：

2H++2e-=H2

5电解原理的应用

氯碱工业（电解饱和食盐水）

制取氯气、氢气、烧碱。

】

饱和食盐水溶液中存在Na＋和Cl－以及水电离产生的H＋和OH－。

其中氧化性H＋＞Na＋，还原性Cl－＞OH－。

所以H＋和Cl－先放电（即发生还原或氧化反应）。

2H＋＋2e＝H2↑（还原反应）

2Cl－－2e＝Cl2↑（氧化反应）

总反应的化学方程式：

2NaCl＋2H2O=2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

2Cl－＋2H2O=2OH－＋H2↑＋Cl2↑。

电镀和电解精炼铜

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者合金的过程

条件：

①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子

《

电镀时，把待镀的金属制品（即镀件）作阴极，镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。

M－ne＝Mn＋

Mn＋＋ne＝M

这样，在直流电的作用下，镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面。

同样的道理，用纯铜作阴极，用粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。

通入直流电，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，从而达到提纯铜的目的。

电解法冶炼金属

钠、钙、镁、铝等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。

如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠：

2Na＋＋2e＝2Na

~

2Cl――2e＝Cl2↑

活泼金属Na、Mg、Al的制取

例如，电解熔融的NaOH制金属Na，

4NaOH==4Na+2H2O+O2↑

其中Na为阴极区产物而H2O和O2则为阳极区产物。

第二章原电池

原电池是把化学能转化为电能的装置。

构成电池的条件是：

①有活泼性不同的两个电极；

②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；

③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H+作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。

2原电池的正负极的判断（从原电池反应实质角度确定）：

较活泼金属作负极，负极表面为正电荷，失电子发生氧化反应（电子流出的一极）；

另一导体作正极，发生还原反应（电子流入的一极）。

$

电子从负极通过导线流向正极，电子的定向移动形成电流，电流的方向是正极到负极，这是物理学规定的。

2电极反应的书写

对于化学电源和新型电池工作原理的分析，可类比于铜、锌、硫酸原电池，可把总反应折成两部分进行处理。

知道两极反应式，或一极反应式或总反应式，可通过加减的方法求出另一极反应或总反应方程式。

书写电极反应式时先写明电极名称（正极或负极），得失电子数均写在“＝”左侧。

总反应式为氧化还原反应的方程式。

在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：

负极：

化合价升高，失去电子，发生氧化反应；

正极：

化合价降低，得到电子发生还原反应；

总反应式为两极反应的加合；

]

书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。

3原电池原理的应用

原电池原理的三个应用和依据：

（1）电极反应现象判断正极和负极，以确定金属的活动性。

其依据是：

原电池的正极上现象是：

有气体产生，电极质量不变或增加；

负极上的现象是：

电极不断溶解，质量减少。

（2）分析判断金属腐蚀的速率，分析判断的依据，对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是：

作电解池的阳极＞作原电池的负极＞非电池中的该金属＞作原电池的正极＞作电解池的阴极。

判断依据：

（1）根据反应现象原电池中溶解的一方为负极，金属活动性强。

（2）根据反应的速度判断强弱。

（3）根据反应的条件判断强弱。

（4）由电池反应分析判断新的化学能源的变化，分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池的正极和负极，然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。

4常见的11种类型原电池（电极反应及易错点）

、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池（伏打电池）（电极材料：

铜片和锌片，电解质溶液：

稀硫酸）

（1）氧化还原反应的离子方程式：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

（2）电极反应式及其意义

正极（Cu）：

2H++2e-=H2↑（还原反应）；

负极（Zn）：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）。

意义：

在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。

（3）微粒移动方向：

①在外电路：

电流由铜片经用电器流向锌片，电子由锌片经用电器流向铜片。

②在内电路：

SO（运载电荷）向锌片移动，H+（参与电极反应）向铜片移动的电子放出氢气。

铜锌强碱溶液的原电池（电极材料：

氢氧化钠溶液）

Zn+2OH-=ZnO22- 

+H2↑

①正极（Cu）：

修正为：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-

②负极（Zn）：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）；

Zn