20xx人教版高中化學(xué)選修4第4章第3節(jié)電解池第2課時(shí)(編輯修改稿)
2024-12-25 18:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電源負(fù)極 ―― →導(dǎo)線(xiàn)陰極 電源正極 ―― →導(dǎo)線(xiàn)陽(yáng)極 同電解池 (1) 同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等； (2) 同一電解池的陽(yáng)極、陰極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等； (3) 串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等，上述三種情況下，在寫(xiě)電極反應(yīng)時(shí)得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，就按得、失電子數(shù)相等計(jì)算 電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算 ， 溶液的 pH的計(jì)算 ， 相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測(cè)定的計(jì)算 ， 根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量等的計(jì)算 ， 不論哪類(lèi)計(jì)算 ， 均可歸納為下列三種： (1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路 、 陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物 、正負(fù)兩極產(chǎn)物 、 相同電量等類(lèi)型的計(jì)算 ， 其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 。 (2)根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算：先寫(xiě)出電極反應(yīng)式 ， 再寫(xiě)出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式 ， 最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算 。 (3) 根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：借得失電子守恒定律關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。 當(dāng)多個(gè)電解池串聯(lián)時(shí)，通過(guò)各電極的電子等量，則各電極產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系， H 2 ～ Cl 2 ～12O 2 ～ Cu ～ 2A g ～ 2H＋～ 2 OH－，可快速求解。 3 ． 電解后溶液的 pH 的變化 電解往往不只是在電極表面發(fā)生了一些變化，電解質(zhì)溶液也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，尤其是溶液的 pH 。 (1) pH 變化的原因 電解時(shí)，由于陰、陽(yáng)兩極參加反應(yīng)的 OH－和 H＋相對(duì)數(shù)目多少不同，或電解質(zhì)本身電解，造成電解質(zhì)溶液的 OH－和 H＋濃度發(fā)生了變化，從而引起溶液的 pH 改變。 (2) 電解與電解質(zhì)溶液 pH 變化的關(guān)系 Ⅰ . 使用惰性電極 ① 一般規(guī)律 a ．電解水型 電極反應(yīng)：陰極： 2H＋＋ 2e－== =H2↑ 陽(yáng)極： 4OH－－ 4e－== =2H2O ＋ O2↑ 實(shí)例： H2SO4(aq) —— pH 變??； NaOH( aq) —— pH 變大；Na2SO4(aq) —— pH 不變。 b ．電解質(zhì)分解型 電極反應(yīng)：陰極：電解質(zhì)本身電離出的陽(yáng)離子放電； 陽(yáng)極：電解質(zhì)本身電離出的陰離子放電。 實(shí)例 1 ： HC l (aq) —— pH 變大。 變化原因： HCl 本身電離出的 H＋放電，使溶液中 H＋濃度變小。 實(shí)例 2 ： Cu Cl2(aq) —— pH 變化復(fù)雜。 變化原因：若產(chǎn)生的 Cl2溶于該溶液，則 pH 變小。若 Cl2完全排出，則由于溶液中 Cu Cl2濃度變小，使水解程度變強(qiáng)，但 c (H＋) 減小 pH 變大。 c ．放氫生堿型 電極反應(yīng)：陰極： 2H＋＋ 2e－== =H 2 ↑ 陽(yáng)極：電解質(zhì)本身電離出的陰離子放電 實(shí)例： NaC l( aq) —— pH 變大； K 2 S(aq) —— pH 變大。 變化原因：水電離出的 H＋放電，破壞了水的電離平衡，使水電離產(chǎn)生的 OH－濃度變 大。 d ．放氧生酸型 電極反應(yīng)：陰極：電解質(zhì)本身電離出的陽(yáng)離子放電； 陽(yáng)極： 4OH－－ 4e－== =2H2O ＋ O2↑ 。 實(shí)例： Cu SO4(aq) —— pH 變?。?AgN O3(aq) —— pH 變小。 變化原因：水電離出的 OH－放電，破壞了水的電離平衡，使水電離產(chǎn)生的 H＋濃度變大。 ② 特殊情況 例如，用惰性電極電解 MgCl2溶液，陰極 H＋放電，本該使溶液中 OH－濃度變大，但 OH－與 Mg2 ＋結(jié)合生成沉淀，電解完全后變?yōu)榧兯? Ⅱ . 使用非惰性電極 ① 電解精煉銅 電解精練銅時(shí)，陽(yáng)極的粗銅中含有 Zn 、 Fe 、 Ni 、 Ag 、 Au等雜 質(zhì)，除 Cu 放電進(jìn)入溶液外，還有 Zn 、 Fe 、 Ni 放電變?yōu)閆n2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋進(jìn)入溶液，但由于 Zn2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋比 Cu2 ＋難以還原，留在溶液中，且 Zn2 ＋、 Fe2 ＋、 Ni2 ＋的水解程度比 Cu2＋小，所以，電解質(zhì)溶液的 pH 變大。 ② 電鍍 若用鍍層金屬做陽(yáng)極，從電鍍?cè)砜?，有多少?yáng)極鍍層金屬放電變?yōu)橄鄳?yīng)離子進(jìn)入溶液，就有多少該離子從陰極鍍件上析出，故電解質(zhì)溶液的 pH 不變。 ③ 特殊情況 例如，用鐵做陽(yáng)極電解 NaC l 溶液，陽(yáng)極鐵放電產(chǎn)生 Fe2 ＋進(jìn)入溶液，陽(yáng)極 H＋放電，本該使溶液中 OH－濃度變大，但 OH－與 Fe2 ＋結(jié)合生成沉淀，故該溶液電解后仍為 NaC l 溶液， pH不變。 綜上所述，判斷電解時(shí)溶液的 pH 變化既要考慮電極反應(yīng)( 離子放電情況 )
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