高一化學(xué)電解池的工作原理-文庫吧
2024-10-22 04:30 本頁面
【正文】 發(fā)生吸氧腐蝕 ， 發(fā)生的反應(yīng)為： 2Fe－ 4e－ ===2Fe2＋ ， 2H2O＋O2 ＋ 4e － ===4OH － ， Fe2 ＋ ＋ 2OH －===Fe(OH)2,4Fe(OH)2 ＋ O2 ＋2H2O===4Fe(OH)3 ，2Fe(OH)3===Fe2O3xH2O( 鐵銹 ) ＋ (3 －x)H2O。 ? 電解池的電解原理 ? 1． 電解池電極的判斷 ? 靈犀一點(diǎn)： ? ① 對(duì)電解池陰陽兩極的記憶 ， 可用音同字不同加強(qiáng)記憶 ， 如 “ 氧化反應(yīng) —陽極 ” 這一對(duì)應(yīng)關(guān)系幫助記憶 ， 也可以利用外接電源正負(fù)極來判斷 。 ? ② 電解池的陰陽極取決于外接電源正負(fù)極 ，與電極材料的金屬活動(dòng)性無關(guān) 。 ? 2． 電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷 ? (1)陽極產(chǎn)物的判斷 ? 首先看電極 ， 如果是活性電極 (金屬活動(dòng)性順序表 Ag以前 )， 則電極材料失電子 ， 電極被溶解 ， 溶液中的陰離子不能失電子；如果是惰性電極 (Pt、 Au、 石墨 )， 則要看溶液中離子的失電子能力 ， 此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序加以判斷 ，陰離子放電順序： ? S2－ I－ Br－ Cl－ OH－ 含氧酸根 (SO42－ 、NO3－ )F－ 。 ? (2)陰極產(chǎn)物的判斷 ? 直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷 ， 陽離子放電順序與金屬活動(dòng)性順序相反 ， 即： ? AuAg＋ Fe3＋ Cu2＋ H＋ Pb2＋ Sn2＋ Fe2＋ Zn2＋ Al3＋ Mg2＋ Na＋ Ca2＋ K＋ 。 ? 靈犀一點(diǎn)： ? ① 電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程 ， 就是該溶液的電解過程 ， 是化學(xué)變化 。 ? ② 在水溶液中 ， 含氧酸根和活潑金屬離子一般不放電 ， 而是 OH－ 和 H＋ 放電 。 ? 3． 電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)式的書寫 ? (1)電極反應(yīng)式 ? ① 確定電極 ? 與電源正極相連的為陽極 ， 與電源負(fù)極相連的為陰極 。 ? ② 確定電極反應(yīng) ? 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 。 若是活潑金屬電極 ，電極材料放電；若是惰性電極 ， 溶液中陰離子放電 。 陰極發(fā)生還原反應(yīng) ， 溶液中的陽離子放電 。 ? ③ 寫電極反應(yīng)式 ? 在原子守恒和電荷守恒的基礎(chǔ)上寫出電極反應(yīng)式 。 ? (2)電解總反應(yīng)式 ? ① 在確保兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下 ，將兩電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式 。 ? ② 總反應(yīng)式要注明條件：通電 。 若電解的H＋ 或 OH－ 來自于 H2O， 離子方程式中要以水分子的形式書寫 。 ? 靈犀一點(diǎn)： ? ① 電極反應(yīng)的總方程式等于兩電極反應(yīng)式的加和 。 ? ② 某一電極反應(yīng)式等于電極反應(yīng)的總方程式與另一電極反應(yīng)式的差 。 ? ③ 如果在電解的總反應(yīng)中有非氧化還原反應(yīng)的因素 ， 則兩電極反應(yīng)式之和就不等于電解反應(yīng)方程式 ， 如電解食鹽水的反應(yīng) 。 ? 【 案例 1】 (2020全國 Ⅱ 理綜 )如圖為直流電源電解稀 Na2SO4水溶液的裝置 。 通電后在石墨電極 a和 b附近分別滴加一滴石蕊試液 ， 下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是 ( ) ? A． 逸出氣體的體積 a電極的小于 b電極的 ? B． 一電極逸出無味氣體 ， 另一電極逸出刺激性氣味氣體 ? C． a電極附近呈紅色 ， b電極附近出現(xiàn)藍(lán)色 ? D． a電極附近呈藍(lán)色 ， b電極附近出現(xiàn)紅色 ? 【 答案 】 D 【解析】 本題考查電解放電順序和電解 Na2SO4溶液的結(jié)果，中等難 度。 Na2SO4溶液中存在的陽離子是 Na＋、 H＋，水中 H＋在陰極得電子的產(chǎn)物是無色無味的 H2， OH－使 a極附近的石蕊呈藍(lán)色； Na2SO4溶液中存在的陰離子有 SO42－、 OH－，水中的 OH－在陽極失去電子產(chǎn)生無色無味的 O2，H＋使 b 附近石蕊呈紅色，故選項(xiàng) D 正確， B 、 C 不正確。電解 Na2SO4溶液的本質(zhì)是電解水，其電解總方程式為2H2O ==== =電解2H2↑ ＋ O2↑ ， a 極逸出 H2多于 b 極逸出的 O2，故 A 不正確。 ? ① 處理有關(guān)電解池兩極產(chǎn)物的問題 ， 一定要先看電極 ， 看電極是活性電極還是惰性電極 。 活性電極在陽極放電 ， 電極溶解生成相應(yīng)的金屬離子 ， 此時(shí)陰離子在陽極不放電 。 對(duì)于惰性電極 ， 則只需比較溶液中定向移動(dòng)到兩極的陰陽離子的放電順序即可 。 ? ② 根據(jù)陽離子放電順序判斷陰極產(chǎn)物時(shí) ，要注意下列三點(diǎn)： ＋ 得電子能力大于Cu2＋ ， 但第一階段只能被還原到 Fe2＋ ；＋ 、 Sn2＋ 、 Fe2＋ 、 Zn2＋ 在一定條件下(即電鍍 )也能在水溶液中放電； ＋ 、Mg2＋ 、 Na＋ 、 Ca2＋ 只有在熔融狀態(tài)下放電 。 【 規(guī)律技巧 】 ? 【 即時(shí)鞏固 1】 如圖兩個(gè)裝置中 ， 溶液體積均為 200 mL， 開始時(shí) ， 電解質(zhì)溶液的濃度均為 mol/L， 工作一段時(shí)間后 ， 測得導(dǎo)線上都通過了 mol電子 ， 若不考慮溶液體積的變化 ， 則下列敘述中正確的是 ( ) ? A． ① 中 Cu棒為陽極； ② 中 Cu棒為負(fù)極 ? B． 電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量： ① ② ? C． 電極反應(yīng)式： ① 中陽極： 4OH－ － 4e－===2H
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