资源描述
原电池与电解池的比较
装置
原电池
电解池
定义
化学能转变成电能的装置
电能转变成化学能的装置
实例
注意:有“盐桥”的
形成条件
合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路
电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路
反应类型
自发的氧化还原反应,放热反应
非自发的氧化还原反应,吸热反应
电极名称
由电极本身性质决定:
正极:材料性质较不活泼的电极;
负极:材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:
阳极:连电源的正极;
阴极:连电源的负极;
电极反应
负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)
正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)
阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反应)
电子流向
电子由负极流出、经外电路流入正极
阳极流出、阴极流入
离子移动
阳离子向正极移动,阴离子向负极移动
阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动
应用
①抗金属的电化腐蚀;
②实用电池。
①电解食盐水(氯碱工业);②电镀(镀铜);③电冶(冶炼Na、Mg、Al);④精炼(精铜)。
电解的一些问题:
在阴极上,某些阳离子的放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>……,还要注意氧化性强弱,氧化性强的先放电。
在惰性阳极上,某些阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->……,还要注意还原性强弱,还原性强的先放电。
阴极:得电子,化合价降低,发生还原反应;阳极:失电子,化合价升高,发生氧化反应;电解过程“阳氧阴还”。
1.氯碱工业——电解饱和食盐水:
(1)阳极材料:石墨C;电极反应式:2Cl――2e-=Cl2↑;
(2)阴极材料:Fe;电极反应式:2H++2e-=H2↑;
电解过程的化学方程式:
2NaCl+2H2O Cl2↑+H2↑+2NaOH;阴极附近显碱性。
电解过程的离子方程式:2Cl―+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-。
思考:①电解熔融状态的NaCl呢?②若将阴阳极互换电极反应式会变吗?
阴极产物是H2和NaOH,阴极被电解的H+是由水电离产生的,故阴极水的电离平衡被破坏,
阴极区溶液呈碱性。若在阴极区附近滴几滴酚酞试液,可发现阴极区附近溶液变红。阳极产物是氯气,
将湿润的KI淀粉试纸放在阳极附近,试纸变蓝。(离子交换膜法)
2.电解CuSO4溶液:
(1)阳极电极反应式:4OH――4e-=2H2O+O2↑;(2)阴极电极反应式:Cu2++2e-=Cu;
电解过程的化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2 H2SO4;
离子方程式:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。
电解后加CuO或CuCO3固体恢复至原溶液。如果题目中加Cu(OH)2呢?
3.电镀:
(1)电镀的原理:与电解原理相同。电镀时,一般用含有镀层金属阳
离子的电解质溶液作电镀液,把待镀金属制品浸入电镀液中,与直流电源的负极相连,作阴极;用镀层金属作阳极,与直流电源的正极相连,阳极金属溶解,成为阳离子,移向阴极,这些离子在阴极上得电子被
还原成金属,覆盖在镀件的表面。
(2)电镀池的组成:待镀金属制品(镀件)作阴极,镀层金属作阳极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液,阳极反应:M – ne- =Mn+(进入溶液),阴极反应Mn+ + ne- =M(在镀件上沉积金属)
4.铜的精炼:
(1)电解法精炼炼铜的原理:
阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+
阴极(纯铜):Cu2++2e-=Cu
(2)问题的解释:铜属于活性电极,电解时阳极材料发生氧化反应而溶解。
粗铜中含有Zn、Ni、Fe、Ag、Au等多种杂质,当含有杂质的铜在阳极不断
溶解时,位于金属活动性顺序表铜以前的金属杂质,如Zn、Ni、Fe、等也会同时失去电子,但它们的阳离子得电子能力比铜离子弱,难以被还原,所以并不能在阴极上得电子析出,而只能留在电解液里,位于金属活动性顺序表铜之后的银、金等杂质,因失去电子的能力比铜更弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解,所以以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成“阳极泥”(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。
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