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電解池知識點總結
電解池的主要應用用于工業制純度高的金屬,是將電能轉化為化學能的一個裝置。電解池知識點有哪些?一起來了解一下!
一、電解池的工作原理
外接電源在工作時,電子從負極流出,在與之相連的電極上,引發一個得電子的還原反應,我們稱之為陰極;
最終電子要流入電源的正極,勢必在與正極相連的電極上,引發一個失電子的氧化反應,我們稱之為陽極。
二、電子流向及離子流向問題
導線中,電流的產生是電子流動的結果。溶液中,電流的產生是陰、陽離子流動的結果。陽離子流向與電流流向保持一致,而陰離子與電子由于帶負電荷,其流動方向與電流流向相反。(即:導線中電子的流向為:電源負極流向電解池的陰極,電解池的陽極流向電源的正極;而溶液中陽離子流向為電解池的陽極流向陰極,陰離子流向為電解池的陰極流向陽極)
三、電極反應式及電解反應總方程式的書寫
陽極發生失電子的反應,粒子的放電順序為:活性電極材料S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F- 陰極發生得電子的反應,粒子的放電順序為:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+ 注意:在書寫電極反應式時,我們可以毫不猶豫地用實際放電的離子表示(也可用弱電解質分子表示放電微粒);但在書寫電解反應總方程式時,如果放電離子來自弱電解質,則用弱電解質的分子式來表示。
比如:電解NaCl溶液時,陽極反應式:2Cl--2e-=Cl2↑;陰極反應式:2H++2e-=H2↑(也可寫成:2H2O+2e-=H2↑+2OH-)。整合兩電極反應式,得電解反應總方程式時,不可寫成:2Cl-+2H+ = H2↑+Cl2↑,因2H+來自弱電解質,應為:2Cl-+2H2O = H2↑+Cl2↑+2OH-。
試寫出下列過程的電極反應式及電解反應方程式:電解硫酸銅溶液、電解硝酸銀溶液,電解鹽酸溶液、電解氯化銅溶液,電解硝酸鈉溶液、電解氫氧化鈉溶液,電解熔融的氯化鎂、電解熔融的氧化鋁。
四、電解質溶液的復原(原則是“出去什么補什么”)
如:氯化鈉溶液電解后,析出氫氣和氯氣,若要電解質溶液復原,需往電解后的溶液中通往氯化氫氣體,而不可以是鹽酸溶液。
再如:硫酸銅溶液電解時,從體系中脫離的物質有Cu和O2,若要使電解質溶液復原,則需往電解后的溶液中加入CuO,而不能加入Cu(OH)2,但可以加入CuCO3(思考為什么?)
硝酸銀溶液電解后,需加什么物質才可以使電解質溶液復原呢?
例題:用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液,通電一段時間后,向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后,恰好恢復到電解前的濃度和PH,則電解過程中,轉移電子數為多少?陽極產生氣體多少L?陰極產生氣體多少L?
五、電解后,溶液PH值的變化
原則是看電解時有沒有氫氣和氧氣產生。如果電解時,只有氫氣,而不放出氧氣,則PH定會增大;如果電解時,只有氧氣,而不放出氫氣,則PH必定減小;如果同時產生氫氣和氧氣,則相當于電解水,此時PH隨溶質的濃度的增大而變化。若電解的是溶質,則相當于給溶液稀釋,如電解CuCl2溶液。
六、電解原理的應用
銅的電解精煉原理,應明確:陰陽極電極材料及電極反應式的書寫,溶液中Cu2+濃度的變化情況,以及陽極泥的形成。
電鍍的原理、陰陽極材料及電解質溶液的變化。
七、關于電化學的計算問題
計算核心:各串聯電極上轉移的電子數相等,依據這一點,我們得出電極上析出物質及溶液中放電微粒的對應關系,如:O2~2Cl2~2H2~2Cu~4Ag~4H+~4OH
八、應對電化學定量計算的方法
1.計算類型
原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算、產物的量與電量關系的計算等。
2.三種方法
(1)根據總反應式計算
先寫出電極反應式,再寫出總反應式,最后根據總反應式列出比例式計算。
(2)根據電子守恒計算
①用于串聯電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算,其依據是電路中轉移的電子數相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計算。
(3)根據關系式計算
根據得失電子守恒定律關系建立起已知量與未知量之間的橋梁,構建計算所需的關系式。
陽極產物 陰極產物
(式中M為金屬,n為其離子的化合價數值)
該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值,熟記電極反應式,靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。
提示:在電化學計算中,還常利用Q=I·t和Q=n(e-)×NA×1.60×10-19來計算電路中通過的電量。
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