文档介绍：电解原理
[重点难点]
。
、电镀铜。
、电解方程式,掌握围绕电解的计算。
[知识点讲解]
[基础知识导引]
电解CuCl2
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。如用惰性电极电解CuCl2溶液时,电极反应式:
阳极 2Cl——2e—=Cl2↑(氧化反应)
阴极 Cu2++2e—=Cu(还原反应)
电解方程式为:CuCl2Cu+Cl2↑
把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
电解池与直流电源的连接
其中跟直流电源或原电池的负极相连的电极是电解池的阴极;跟直流电源或原电池的正极相连的电极是电解池的阳极。
⑴铜的精炼
以粗铜做阳极,精铜做阴极,硫酸铜(加入一定量的硫酸)做电解液,如图:
电解精炼铜原理
两极反应式如下:
阳极Cu—2e—=Cu2+
阴极Cu2++2e—=Cu
⑵电镀铜
电镀铜和精炼铜的原理是一致的,但阴、阳两极材料略有差别:
1、精炼铜时,粗铜板作阳极,纯铜片作阴极,用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作电解液。
2、电镀铜时,镀层金属(铜片)作阳极,待镀件(铁片)作阴极,用含有镀层金属离子的电解质(CuSO4)配成电镀液。
镀铜
[重点难点点拨]
一、电解原理
我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同。
通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动;通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动,并在两极上发生氧化还原反应。我们把:
借助于电流引起氧化还原反应的装置,也就是把电能转化为化学能的装置叫电解池。
电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极。
物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。
(1)概念:
使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
(2)电子流动的方向:
电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应;与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子(也可能是阳极很活泼而本身失去电子)而被氧化,发生氧化反应。这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极。
(3)电极反应的类型:
阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀。
3、电极名称的进一步理解
原电池:
根据电子流动的方向可以把电极分成正、负极。流出电子的电极(或发生氧化反应的电极)为负极、流入电子的电极为(或发生还原反应的电极)正极;
电解池:根据离子的迁移方向可以把电极分成阳极、阴极。阳离子移向的电极(或与直流电源负极相连的电极)为阴极、阴离子移向的电极(或与直流电源正极相连的电极)为阳极。
⑴在原电池中,称正极、负极,其中负极流出电子
⑵在电解池中,称阳极、阴极,其中阴极流入电子
⑶电解池的阳极与原电池的正极相连,电解池的阴极与原电池的负极相连
4、电极反应式和电解方程式的书写
<1>化学变化的表示表示方法
为了表示化学变化的不同侧面,化学变化主要用化学方程式表示。具体分类如下:
⑴(普通)化学方程式
⑵氧化还原方程式(标出电子转移方向、数目等)
⑶离子方程式
⑷电离方程式
⑸水解方程式
⑹热化学方程式(标明反应物、生成物的状态及对应的热效应)
⑺电极反应式
⑻电解方程式
<2>电极反应式与电解方程式的书写
书写电极反应,首先要搞清楚电极材料,然后分析溶液中离子情况,再根据阴、阳极放电的规律,得出相应的结论。
电解过程总反应方程式叫电解方程式(指电解时总的化学方程式或离子方程式)。要正确书写电解方程式,首先要正确写出电极反应式,然后分析参加电极反应的离子来自何种物质,这样才能正确写出反应物、生成物,配平且在等号上方注明“电解”或“通电”。
书写的具体步骤:
⑴先查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类
如用C电极电解CuSO4溶液:溶液中有CuSO4=Cu2++SO42—;H2O H++OH-。
溶液中存在Cu2+、H+、OH—、SO42—共4种离子。
⑵由放电顺序确定放电产物和电极反应
C电极为惰性电极,不参加反应。
放电能力 Cu2+>H+ Cu2+放电生成Cu
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