高中化学 5.2 电解与电镀素材2 苏教版选修6.doc

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1、电解与电镀　　一、电解反应类型（见下表）　　1、只有电解质参加的反应　　例：在电场作用下，CuCl2溶液中阳离子（Cu2+，H+）向阴极　　移动，阴离子（Cl-，OH-）向阳极移动。Cu2+得电子能力大于　　H+，Cl-失电子能力大于OH-。　　阴极反应：Cu2++2e－=Cu，　　阳极反应：2Cl--2e－=Cl2，　　总反应：CuCl2Cu+Cl2。　　2、只有水参加的反应：　　例：　　阳极：4OH--4e-=2H2O+O2　　阴极：2H++2e-=H2　　总反应：2H2O2H2+O2　　电解H2SO4溶液，相当于电解水，不断电解过程中H+浓度增　　大，H2SO4浓度增大，溶液pH值

2、减小。　　3、水和电解质均参加反应。　　例：阳极：2Cl--2e-=Cl2，　　阴极：2H++2e-=H2　　总反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH　　电解过程中H+得电子，破坏水的电离平衡，H2OH++OH-，　　水的电离平衡向右移动，溶液pH值增大。　　4、电极参加反应：　　例：金属作阳极时，金属失电子，而不是阴离子失电子。　　在阳极，Cu失电子能力大于SO42-、OH-，因此电极Cu首先　　失电子：　　阳极反应：Cu-2e-=Cu2+　　阴极反应：2H+-2e-=H2，　　总反应：Cu+2H+Cu2++H2，　　从总反应看出不活泼的Cu将较活泼H置换出来，　　不符合金

3、属活动顺序表，因此化学反应能不能发生没有严格　　界限，不能自发进行的反应，提供能量（如电解）也能进行。　　二、电解反应规律：　　阴阳离子放电顺序　　　盐的类型实例参加电解物质溶液pH使溶液复原应加入物质1、A-C盐Na2SO4　KNO3H2O不变H2OA的碱KOH　NaOH增大C的酸H2SO4　HNO3减小2、B-D盐CuCl2　HgCl2电解质不定CuCl2、HgCl2D的酸HCl　　HBr增大HCl、HBr3、A-D盐NaCl　KBrH2O+电解质增大HCl、HBr4、B-C盐CuSO4　AgNO3减小CuO、Ag2O　　说明：　　①阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度

4、、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。　　②电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。　　三、电解原理的应用　电解食盐水电解Al2O3(熔融态)电镀电解精炼装置示意图　　阴极反应2H++2e-=H24Al3++12e-=4AlZn2++2e-=ZnCu2++2e-=Cu（精铜）阳极反应2Cl--2e-=Cl26O2--12e-=3O2Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+（粗铜）电解总反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl22Al2O34Al

5、（熔融）　+3O2——说明(1)阴极室与阳极室应用隔膜分开。(2)食盐水需经净化，除Mg2+、Ca2+、SO42-等离子。(1)为降低Al2O3熔点，需加助熔剂（冰晶石）(2)阳极生成的O2与碳反应，生成CO2，需要定期更换石墨阳极。电解生成的铝积存在槽底，定期汲出。(3)实际过程复杂，上述反应仅是粗略的表示(1)镀件必须作阴极。(2)镀层金属作阳极。(3)用含镀层阳离子的溶液作电镀液。(1)粗铜作阳极，溶解下来。(2)精铜作阴极。　　说明：金属的冶炼　　　　四、原电池和电解池的区别和联系　原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能反应特征自发进行反应非自发进行反应电极名称由电极本身决

6、定负极：相对较活泼金属正极：相对不活泼金属（或非金属）由电源决定阴极：与负极相连阳极：与正极相连电极反应负极：氧化反应正极：还原反应阴极：还原反应阳极：氧化反应装置特征无电源，两极不同有电源，两极可以相同，也可以不同电子流动方向原电池（－）电解池（阴）电解池（阳）原电池（+）溶液中离子流向阴离子→负极阳离子→正极阴离子→阳极阳离子→阴极联系两者均发生氧化还原反应　　说明：电解池有两种连接方式：串联、并联　　[例题分析]　　例1、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢

7、离子浓度约为　　A、4×10-3mol/L　B、2×10-3mol/L　C、1×10-3mol/L　D、1×10-7mol/L　　分析与解答：　　根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:　　2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+　　　　　　　　　　　2×64g　　　　　　4mol　　　　　　　　　　　0.064g　　　　　　x　　　x=0.0