文档介绍：《电解原理及其应用》学习指导
一、知识分析
1. 电解池的构成条件
(1)与直流电源相连的两个电极。
阴极:接电源负极发生还原反应。
阳极:接电源正极发生氧化反应。
(2)电解质溶液或熔融离子化合物。
(3)形成闭合回路。
2. 电解池的电极反应
(1)阴极:阳离子在阴极发生还原反应。
顺序为:
。
当然,微粒的浓度也会影响放电的顺序,如电镀锌时,溶液中,放电次序。
(2)阳极:
a. 阳极为惰性材料(如铂、碳等),阳极上发生氧化反应的是溶液中的阴离子。顺序为:含氧酸根离子。
b. 阳极若为非惰性材料,则发生氧化反应的是电极本身。
3. 电解类型
(1)电解水型:如电解NaOH、硫酸、硫酸钠等。
(2)电解电解质型:如电解氯化铜溶液、盐酸等。
(3)电解水+电解质溶液型:
a. 放出生成碱型:如电解氯化钠溶液。
b. 放出O2生成酸型:如电解硫酸铜溶液。
4. 电解原理的应用
(1)氯碱工业:电解饱和食盐水(含粗盐的精制)。
(2)电镀及铜的精炼:电镀池的形成条件。
5. 电解的有关计算方法
(1)根据串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量(电子总数)相等求解。
(2)根据电极反应式或电解方程式列比例式求解。
6. 在电化学的简单计算中要注意的问题
(1)熟悉常见的电极反应:
阳极:
阴极:
(2)根据阴、阳两极得失电子总数相等,导出各电极上析出物质的物质的量的关系:。
(3)长时间通电(用惰性电极)后,电解质溶液酸碱性变化的判断:
a. 若只放出H2,破坏水的电离平衡,,pH增大。
b. 若只放出O2,破坏水的电离平衡,,pH减小。
c. 电解含氧酸、强碱、含氧酸的碱金属盐溶液,实质是电解水,电解质溶液浓度增大,其中:
电解含氧酸稀溶液,增大,pH减小;
电解强碱溶液,增大,pH增大;
电解含氧酸的碱金属盐溶液,pH不变。
二、典型例题
例1. 已知铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,在放电时起原电池的作用,充电时起电解池作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为
。当蓄电池作为电源,,蓄电池内消耗_________________mol。
解析:由电池反应,有的关系;又由电解反应,有的关系。依据电子守恒的关系,可得的关系。电解溶液生成的Cu的物质的量为。
所以蓄电池中消耗的量为
点评:解此题的关键在于:
①弄清蓄电池及电解溶液的反应原理;
②把握电池反应和电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系。
例2. 将两个铂电极插入溶液中进行电解,通电一定时间后,(设电解时