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负极氧化反应较活泼的电极,正极还原反应不活泼的电极,
电子流向:负极→正极电流:正极→负极
电解池:形成条件①电源②电极惰性或非惰性③电解质水溶液或熔化态。
阳极连电源的正极氧化反应阴极连电源的负极还原反应
应用:①电解食盐水***碱工业②电镀镀铜③电冶冶炼Na、Mg、Al④精炼精铜一原电池简介
原电池正负极判断
①反应②溶液中阴阳离子移动③电子电流的移动
电极反应方程式的书写:
负极:失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存则进行进一步的反应。例甲烷燃料电池中电解液为KOH要进一步反应生成碳酸根。
正极:①当负极材料能与电解液直接反应时溶液中的阳离子得电子。②当负极材料不能与电解液反应时溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性O2+4e-+4H+==2H2O如果电解液呈中性或碱性O2+4e-+2H2O==4OH-。
特殊情况:Mg-Al-NaOHAl作负极。负极Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O
正极2H2O+2e-==H2↑+2OH-Cu-Al-HNO3Cu作负极。
pH变化规律:
①电极周围消耗OH则电极周围溶液的pH减小反应生成OH则电极周围溶液的pH增大
②溶液若总反应的结果是消耗OH-(H+)则溶液的pH减小(增大)若总反应的结果是生成OH-(H+)则溶液的pH增大(减小)若总反应消耗和生成相等则溶液的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。
二两类原电池
吸氧腐蚀:金属在酸性很弱或中性溶液里空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀叫吸氧腐蚀例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀负极Fe2Fe-4e=2Fe2+
正极C2H2O+O2+4e=4OH-钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀
析氢腐蚀:在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气叫做析氢腐蚀。
负极铁铁被氧化Fe-2e=Fe2+
正极碳溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑
三常用原电池方程式
A钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极O2+2H2O+4e-→4OH-负极2Fe-4e-→2Fe2+
B氢氧燃料电池中性介质
正极O2+2H2O+4e-→4OH-负极H2-4e-→4H+
C氢氧燃料电池酸性介质
正极O2+4H++4e-→2H2O负极2H2-4e-→4H+
D氢氧燃料电池碱性介质正极O2+2H2O+4e-→4OH-负极2H2-4e-+4OH-→4H2O
E铅蓄电池(放电)正极(PbO2)PbO2+2e-+SO42-+4H+→PbSO4+2H2O负极(Pb)Pb-2e-+(SO4)2-→PbSO4
总反应式Pb+PbO2+4H++2(SO4)2-==2PbSO4+2H2O
FCH4燃料电池(碱性介质)正极2O2+4H2O+8e-→8OH-负极CH4-8e-+10OH-→(CO3)2-+7H2O
总反应式CH4+2O2+2OH-==(CO3)2-+3H2O
电解池
电解池的组成①有两个电极插入电解质溶液(熔融状态的电解质)中。②两极连外接直流电源。
一放电顺序
1阳极(还原性强的先放电)
惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时S>I>Br>Cl>水>NO3>SO42>F活性电极时电极本身溶解放电。
2阴极(氧化性强的先放电)
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应
Ag+>Hg2+>Cu2+>H+水>Pb2+>Fe2+>…>Na+>Ca2+>K+
二电解的过程中分为几类点解:
1电解电解质①HCl②CuCl2
2电解水①H2SO4②NaOH
3电解水和电解质①NaCl②CuSO4
三电解质溶液浓度复原
四电解时pH的变化
①电极区域阴极H+放电产生H2阴极区域pH变大
阳极OH放电产生O2阳极区域pH变小。
②电解质溶液电解过程既产生H2又产生O2则原溶液呈酸性的pH变小原溶液呈碱性的pH变大原溶液呈中性的pH不变浓度变大
五应用
①铜的电解精炼
阳极(粗铜棒)阴极(精铜棒)
电解质溶液含铜离子的可溶性电解质
阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属
②电镀
阳极镀层金属阴极镀件
电镀液含镀层金属的电解质
③电解饱和食盐水——***碱工业
阳极(石墨或金属钛)阴极(铁网)
电解质溶液饱和食盐水总方程式2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解法冶炼活泼金属
1电解熔融的***化钠制金属钠2NaCl(熔融)==2Na+Cl2↑
2电解熔融的***化镁制金属镁MgCl2(熔融)==Mg+Cl2↑
3电解熔融的氧化铝制金属铝2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑