2019-2020年高中化学 专题二 第三单元《化学能与电能的转化》知识点汇总 苏教版必修2

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1、2019-2020年高中化学专题二第三单元《化学能与电能的转化》知识点汇总苏教版必修2一.电解的原理1.电解:在直流电的作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化还原反应的过程。2.电解是将电能转化为化学能的一种重要的方法。通过电解,可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行。3.电解质电解的过程就是电解质导电的过程。所以,电解质导电与导体导电不同,电解质导电是化学变化,金属导体导电是物理变化。4.电解池的工作原理(1)连接电源负极的电极成为阴极,发生还原反应;连接电源正极的电极称为阳极,发生氧化反应。(2)溶液中的阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。(3)电子从电源负极出发,沿导线到阴极,

2、阳离子在阴极上得到电子发生还原反应;阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应。电子沿导线回到电源的正极而构成闭合回路。5.电极上离子放电的规律(1)阴极----发生还原反应阴极材料本身一般不参加反应,溶液中的阳离子在阴极上得电子:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<H+水中<Zn2+<Fe2+<Pb2+<H+(酸中)<Cu2+<Fe3+<Hg2+<Ag+(2)阳极-----发生氧化反应若阳极为活性材料(金属活动顺序表Ag以前的金属)时,则阳极材料本身失电子被氧化。若阳极为惰性材料(常指Pt、C、金)时,阳极本身不参加反应,溶液中的阴离子在阳极上失电子:S2->SO32->I->Br-

3、>Cl->OH->含氧酸根离子>F-注意:电极上离子放电的规律还受离子浓度的影响。①当金属电极做阳极时,一般是金属电极溶解。②当溶液中〔OH-〕≈〔Cl-〕时,OH-比Cl-先失去电子。所以,要电解NaCl的饱和溶液。6.分析一个电解过程的思维步骤(以惰性电极电解饱和CuSO4溶液为例):(1)通电前,存在着CuSO4和H2O的电离,溶液中有:Cu2+、H+、SO42-、OH-。(2)通电后,Cu2+、H+移向阴极,Cu2+首先在阴极上得电子还原成Cu;OH-、SO42-移向阳极,OH-首先失去电子被氧化,阳极上析出O2。电极反应式为:阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)阳极:4O

4、H—4e-=2H2O+O2↑(氧化反应)(3)写出电解方程式:写电解方程式时,先看电极反应式,电极上何种离子放电,电离产生这种离子的物质就要写进电解方程式。溶液中没有放电的离子结合成新的物质。电解CuSO4溶液的化学方程式和离子方程式分别为:2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+H2SO42Cu2++2H2O=2Cu+O2↑+2H+(4)电解后溶液的变化:CuSO4溶液的浓度减小,溶液的酸性增强,pH减小。(5)溶液恢复到原来状态的措施原则是:两极析出什么加什么。对于CuSO4溶液,就要加入适量的CuO、CuCO3,但不能加入Cu(OH)2。7.电解的规律(1)电解质本身电解:无氧酸

5、溶液和不活泼金属的无氧酸盐溶液电解属于这一类。如:HCl、HBr、HI、CuCl2、CuBr2等。电解方程式为:2HCl=H2↑+Cl2↑CuCl2=Cu+Cl2↑电解后,电解质溶液减小,无氧酸溶液的酸性减弱,pH增大;加入适量的这种电解质可以使溶液恢复到原来状态。(2)电解H2O:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液电解属于这种类型。如:H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、Ba(OH)2、Na2SO4、KNO3等。电解方程式为:2H2O=2H2↑+O2↑特点是:阴、阳两极产生的气体体积比为:2:1。电解后,对于含氧酸,酸性增强,pH减小;对于强碱,碱性增强,pH增大;对于活泼金属

6、的含氧酸盐,pH一般认为不变。电解一段时间后,加入适量的H2O可使溶液恢复到原来状态。(3)电解质和水电解:活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的无氧酸盐的水溶液电解属于这种类型。如:NaCl、KCl、CuSO4、Cu(NO3)2、AgNO3等。电解活泼金属的无氧酸盐溶液时(以NaCl为例),电解方程式为:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑特点是:阴极附近溶液显碱性,滴入酚酞显红色。电解后溶液的pH增大,溶液的碱性增强,加入适量HCl可使溶液恢复到原来状态。电解不活泼金属含氧盐溶液(以AgNO3为例)时,电解方程式为:4AgNO3+2H2O=4ag+O2↑+4HNO3电解后溶

7、液的酸性增强,pH减小,加入适量的Ag2O可使溶液恢复到原来状况。8.有关电解的计算有关电解的计算题,解题方法是守恒法。阴极上得到的电子数=阳极上失去的电子数。还有些情况下,也可根据电解方程式计算。二.电解原理的应用1.电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气(即氯碱工业)(1)装置:阳离子交换膜电解槽。膜的作用是允许阳离子通过,而不允许阴离子通过,能使NaOH在阴极附近富集,防止H2和Cl2混合剧烈反应发生爆炸。(2)饱和食盐水的精制:粗食盐中含有M

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