电解氯化铜溶液
电解氯化铜溶液
电解氯化铜溶液之一
氯化铜在水里能电离成自由移动的Cu2+和Cl-，水能微弱电离出H+和OH-。通电前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场的作用下，改作定向移动。带负电的氯离子和氢氧根离子向阳极移动，带正电的铜离子和氢离子向阴极移动。在阳极，氯离子失电子能力强于氢氧根离子，因而氯离子失去电子被氧化成氯原子，然后两两结合成氯分子，从阳极放出。在阴极，铜离子获得电子能力强于氢离子，因而铜离子获得电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。
电极反应为
阳极：2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)
阴极：Cu2++2e=Cu(还原反应)
电解氯化铜溶液之二
(1)通电前电离(离子自由移动)
CuCl2===Cu2++2Cl- H2O H++OH-
(2)通电时(离子定向移动)
Cu2+、H+→阴极 Cl-、OH-→阳极
(3)两极放电(依据离子放电顺序)
阴极：Cu2+＞H+
阳极：Cl-＞OH-
电极反应为
阴极：Cu2++2e===Cu
阳极：2Cl--2e===Cl2↑
(4)pH变化判断
只出H2，pH升高(H+放电)如NaCl、KBr、HCl 只出O2，pH降低(OH-放电)如CuSO4、AgNO3 H2、O2同时出(H+、OH-放电，实质电解水)
高中化学电解池(最新整理)
电解池 编稿：乔 震 审稿：祝 鑫 责编：宋 杰 【本节学习目标】 1、知道电解池的形成条件，正确叙述电解原理； 2、能正确判断电解池的阴、阳极； 3、能正确书写电极反应式和电解反应方程式； 4、了解氯碱工业、电镀工业、电冶金工业的化学原理。 学习重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律 学习难点：理解电解原理（本质） 【知识要点梳理】 知识点一：电解原理： （通过外接电源将电能转变成化学能） 1、实验探究： 实验一 实验二 实验三
①实验一：将两根碳棒分别插进装有CuCl2溶液的U型管两端，浸入1分钟后，观察现象。 实验二：用导线连接两根碳棒后，并接上电流计，再分别插进装有CuCl2溶液的U型管的两端，观察电流计指针是否偏转和两极的变化。 实验三：在装有CuCl2溶液的U型管两端，插入两根碳棒作电极，并接上电流计，接通12V的直流电源，把湿润淀粉碘化钾试纸放在与直流电源正极相连的电极附近后，观察U型管内两极、溶液颜色、试纸颜色的变化和电流计指针是否偏转。 ②实验现象及分析：实验一、二都无现象，实验三中与电源的负极相连的碳棒上有一层红色的固体析出，说明有铜生成；与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生，并有刺激性气味，使湿润的淀粉碘化钾试纸变成了蓝色，说明有氯气生成；电流计指针发生偏转，说明电解质溶液导电；溶液的颜色逐渐变浅，说明Cu2+的浓度逐渐减小。 ③实验注意事项：实验完毕后，把沾有浓NaOH溶液的棉花塞在U型管两端，吸收有害气体。 小结：通过以上三个实验，得出结论：CuCl2溶液通电时发生了化学变化，生成了Cu 和Cl2，电流的作用是这种化学变化的直接原因和动力。 2、电解池： ①电解池的定义：借助于电流在两极发生氧化还原反应的装置，叫电解池或电解槽。电解池就是一种把电能转化为化学能的装置。 ②电解池的电极名称：电解池的两极由电极与电源正、负极的连接情况直接判断。 阴极：与电源的负极相连的电极；吸引溶液中的阳离子、得电子、还原反应。 阳极：与电源的正极相连的电极，吸引溶液中的阴离子、失电子、氧化反应。 说明：阳极有惰性电极和活性电极之分，隋性电极只导电，不参与氧化还原反应(C、Pt、Au)；活性电极既导电又参与氧化还原反应(Cu、Ag等)。 ③电解池的组成： 直流电源、电极、电解质溶液或熔融的电解质，用导线连接成闭合电路。 ④电解池的工作原理： 在外加直流电源的作用下，使电解质溶液中的离子在阴阳两极引起氧化还原反应的过程，称为电解。电解质导电的过程就是电解。 电子从电源的负极流向电解池的阴极，溶液中的离子分别向两极做定向移动，阴极
电解质溶液习题及答案 ()
第七章（一）电解质溶液练习题 一、判断题： 1．溶液是电中性的，正、负离子所带总电量相等，则正、负离子离子的迁移数也相等。2．离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。 3．离子的摩尔电导率与其价态有关系。 4．电解质溶液中各离子迁移数之和为1。 5．电解池通过l F电量时，可以使1mol物质电解。 6．因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。 7．无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。 8．电解质的无限稀摩尔电导率Λ∞ m可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。 下列关系式是否正确： (1) Λ∞,1＜Λ∞,2＜Λ∞,3＜Λ∞,4 （2）κ1＝κ2＝κ3＝κ4 (3)Λ∞,1＝Λ∞,2＝Λ∞,3＝Λ∞,4 (4)Λm,1＝Λm,2＝Λm,3＝Λm,4 10．德拜—休克尔公式适用于强电解质。 11．对于BaCl2溶液，以下等式成立： (1) a = γb/b0；(2) a = a+·a - ； (3) γ± = γ+·γ - 2； (4) b = b+·b-；(5) b±3 = b+·b-2； (6) b± = 4b3。12．若a(CaF2) = 0.5，则a(Ca2+) = 0.5 ，a(F－) = 1。 二、单选题： 1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：
(A) 0.1M KCl水溶液；(B) 0.001M HCl水溶液； (C) 0.001M KOH水溶液；(D) 0.001M KCl水溶液。 2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性： (A) 电导；(B) 电导率； (C) 摩尔电导率；(D) 极限摩尔电导。 3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为： (A) κ增大，Λm增大；(B) κ增大，Λm减少； (C) κ减少，Λm增大；(D) κ减少，Λm减少。 4．在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为： (A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大； (B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少； (C) 强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少； (D) 强弱电解质溶液都不变。 5．分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从0.1mol·dm－3降低到0.01mol·dm－3，则Λm变化最大的是： (A) CuSO4 ；(B) H2SO4 ； (C) NaCl ；(D) HCl 。 6．影响离子极限摩尔电导率λ∞ m的是：①浓度、②溶剂、③温度、④电极材料、 ⑤离子电荷。 (A) ①②③；(B) ②③④； (C) ③④⑤；(D) ②③⑤。 7．科尔劳施的电解质溶液经验公式Λ＝Λ∞－Ac1/2，这规律适用于： (A) 弱电解质溶液；(B) 强电解质稀溶液； (C) 无限稀溶液；(D) 浓度为1mol·dm－3的溶液。 8．已知298K，?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率Λ∞分别为a、b、c(单位为S·m2·mol－1)，那么Λ∞(Na2SO4)是： (A) c＋a－b；(B) 2a－b＋2c； (C) 2c－2a＋b； (D) 2a－b＋c。 9．已知298K时，(NH4)2SO4、NaOH、Na2SO4的Λ∝分别为3.064×10－2、2.451×10－2、 2.598×10－2 S·m2· mol－1，则NH4OH的Λ∝为：（单位S·m2·mol－1） (A) 1.474×10－2；(B) 2.684×10－2； (C) 2.949×10－2；(D) 5.428×10－2。 10．相同温度下，无限稀时HCl、KCl、CdCl2三种溶液，下列说法中不正确的是： (A) Cl－离子的淌度相同； (B) Cl－离子的迁移数都相同； (C) Cl－离子的摩尔电导率都相同；
电解氯化铜学案
第四章第三节电解池（第1课时） 命题人：梁俊平印数：780（理）时间：2016.09.03 [项目设置] 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法 2．掌握电解电极方程式的书写。 [重点、难点] 重点：电解原理 难点：电解电极方程式的书写。 项目一电解原理 回顾： 1.原电池工作原理及能量转化 2放电、电化学有关概念 观看视频，阅读课本79-81页，完成项目一 一．电解池（电解槽）： 1.概念 2.组成 3.工作原理（以电解氯化铜溶液为例简述闭合回路的形成） 4.电极反应 阴极：现象电极反应式 阳极：现象电极反应式 5、总方程式 电解氯化铜溶液总化学方程式： 离子方程式： 思考： 1.如何确定电解池的阴阳极？ 2.电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电，阴极放电的是Cu2+而不是H+？ 二．电解池中电极产物的判断 1、阴极产物的判断：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)） 1
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 2、阳极产物的判断 (1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F- (2) 是活性电极时：电极本身溶解放电 注：隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(如C、Pt、Au) 活性电极—既导电又参与氧化还原反应(如Cu、Ag) 项目二电极反应式的书写 写出用惰性电极电解下列溶液电极反应及总方程式 1、盐酸溶液 2、氢氧化钠溶液、 3、硫酸溶液 4、硫酸钠溶液 [总结] 书写电极反应式及总方程式的步骤： 练习：用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（） A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 归纳提高：1、金属导电和电解质溶液导电的本质区别是什么？ 2、电解质溶液导电发生了化学变化吗？为什么？ 3、原电池与电解池对比（课本82页） 4、初中电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？ [反思与感悟] 2
高中化学.电解与电镀素材选修讲解
5.2 电解与电镀 电解 electrolysis 定义：在电解槽中，直流电通过电极和电解质，在两者接触的界面上发生电化学反应， 以制备所需产品的过程。 电解（Electrolysis）是将电流通过电解质溶液或熔融态物质,（又称电解液），在阴 极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加电压时可发生电解过程。 电解 概念 电流通过物质而引起化学变化的过程。 化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。 电解过程是在电解池中进行的。 电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。 电流流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。 简介 将直流电通过电解质溶液或熔体，使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程。电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回
电解 收装置。电解过程应当尽可能采用较低成本的原料，提高反应的选择性，减少副产物的生成，缩短生产工序，便于产品的回收和净化。电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。 1807年，英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠，从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。1833年，英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律（即法拉第第一、第二定律）。1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。1890年，第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。1893年，开始使用隔膜电解法，用食盐溶液制烧碱。1897年，水银电解法制烧碱实现工业化。至此，电解法成为化学工业和冶金工业中的一种重要生产方法。1937年，阿特拉斯化学工业公司实现了用电解法由葡萄糖生产山梨醇及甘露糖醇的工业化，这是第一个大规模用电解法生产有机化学品的过程。1969年又开发了由丙烯腈电解二聚生产己二腈的工艺。 电解原理介绍 电解原理 电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。 阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原； 阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。 在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算： 电解原理
电解质溶液知识点总结(教师版)
电解质溶液知识点总结 一、电解质和非电解质 电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。 【注意】 1．电解质和非电解质的范畴都是化合物，所以单质既不是电解质也不是非电解质。 2．化合物为电解质，其本质是自身能电离出离子，有些物质溶于水时所得溶液也能导电，但这些物质自身不电离，而是生成了一些电解质，则这些物质不属于电解质。如：SO2、SO3、CO2、NO2等。 3．常见电解质的范围：酸、碱、盐、金属氧化物、水。 二.强电解质和弱电解质 强电解质：在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。 弱电解质：在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。 O _ 1．强、弱电解质的范围： 强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐 弱电解质：弱酸、弱碱、水 2．强、弱电解质与溶解性的关系： 电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离，与溶解度的大小无关。一些难溶的电解质，但溶解的部分能全部电离，则仍属强电解质。如：BaSO4、BaCO3等。 3．强、弱电解质与溶液导电性的关系： 溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关。强电解质溶液的导电性不一定强，如很稀的强电解质溶液，其离子浓度很小，导电性很弱。而弱电解质溶液的导电性不一定弱，如较浓的弱电解质溶液，其电离出的离子浓度可以较大，导电性可以较强。 4．强、弱电解质与物质结构的关系： 强电解质一般为离子化合物和一些含强极性键的共价化合物，弱电解质一般为含弱极性键的化合物。5．强、弱电解质在熔融态的导电性： 离子型的强电解质由离子构成，在熔融态时产生自由移动的离子，可以导电。而共价型的强电解质以及弱电解质由分子构成，熔融态时仍以分子形式存在，所以不导电。 三、弱电解质的电离平衡： 强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡。弱电解质在溶液中电离时，不完全电离，存在电离平衡。当弱电解质的离子化速率和分子化速率相等时，则建立了电离平衡。其平衡特点与化学平衡相似。（逆、等、动、定、变） 1．电离方程式： 书写强电解质的电离方程式时常用“==，书写弱电解质的电离方程式时常用“”。 2．电离平衡常数： 在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数。
实验四 电解质溶液
实验四电解质溶液 一、实验目的 1.了解强弱电解质电离的差别及同离子效应。 2.学习缓冲溶液的配制方法及其性质。 3.熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积原理的应用。 4.学习离心机、酸度计、pH试纸的使用等基本操作。 二、实验原理 1.弱电解质的电离平衡及同离子效应 对于弱酸或弱碱AB，在水溶液中存在下列平衡：AB A++B-，各物质浓度关系满足K? = [A+]·[B-]/[ AB]，K?为电离平衡常数。在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子的浓度，则平衡向生成AB分子的方向移动，使弱电解质的电离度降低，这种效应叫做同离子效应。 2.缓冲溶液 由弱酸及其盐（如HAc-NaAc）或弱碱及其盐（如NH3·H2O-NH4Cl）组成的混合溶液，能在一定程度上对抗外加的少量酸、碱或水的稀释作用，而本身的pH值变化不大，这种溶液叫做缓冲溶液。 3.盐类的水解反应 盐类的水解反应是由组成盐的离子和水电离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的过程。水解反应往往使溶液显酸性或碱性。如：弱酸强碱盐（碱性）、强酸弱碱盐（酸性）、弱酸弱碱盐（由生成弱酸弱碱的相对强弱而定）。通常加热能促进水解，浓度、酸度、稀释等也会影响水解。 4.沉淀平衡 （1）溶度积 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体及溶解的离子间存在着多相平衡，即沉淀平衡。K sp?表示在难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质的离子浓度（以其化学计量数为幂指数）的乘积，叫做溶度积常数，简称溶度积。根据溶度积规则可以判断沉淀的生成和溶解。若以Q表示溶液中难溶电解质的离子浓度（以其系数为指数）的乘积，那么，溶液中Q>K sp?有沉淀析出或溶液过饱和；Q=K sp?溶液恰好饱和或达到沉淀平衡；Q 电解质溶液知识点总结 一、电解质和非电解质 电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。 非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。 【注意】 1．电解质和非电解质的范畴都是化合物，所以单质既不是电解质也不是非电解质。 2．化合物为电解质，其本质是自身能电离出离子，有些物质溶于水时所得溶液也能导电，但这些物质自身不电离，而是生成了一些电解质，则这些物质不属于电解质。如：SO 2、SO 3、CO 2、NO 2等。 3．常见电解质的范围：酸、碱、盐、金属氧化物、水。 二.强电解质和弱电解质 强电解质：在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。 弱电解质：在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。 强电解质 弱电解质 定义 溶于水后几乎完全电离的电解质 溶于水后只有部分电离的电解质 化合物类型 离子化合物及具有强极性键的 共价化合物 某些具有弱极性键的共价化合物。 电离程度 几乎100％完全电离 只有部分电离 电离过程 不可逆过程，无电离平衡 可逆过程，存在电离平衡 溶液中存在的微粒（水分子不计） 只有电离出的阴阳离子，不存在 电解质分子 既有电离出的阴阳离子，又有电解质分子 实例 绝大多数的盐（包括难溶性盐） 强酸：H 2SO 4、HCl 、HClO 4等强碱：Ba （OH ）2 Ca （OH ）2等 弱酸：H 2CO 3 、CH 3COOH 等。 弱碱：NH 3·H 2O 、Cu （OH ）2 Fe （OH ）3等。 电离方程式 KNO 3→K ++NO 3— H 2SO 4→2 H + +SO 42— NH 3·H 2O NH 4++OH _ H 2S H + +HS _ HS _ H + +S 2- 【注意】 1．强、弱电解质的范围： 强电解质：强酸、强碱、绝大多数盐 弱电解质：弱酸、弱碱、水 2．强、弱电解质与溶解性的关系： 电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离，与溶解度的大小无关。一些难溶的电解质，但溶解的部分能全部电离，则仍属强电解质。如：BaSO 4、BaCO 3等。 3．强、弱电解质与溶液导电性的关系： 溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关。强电解质溶液的导电性不一定强，如很稀的强电解质溶液，其离子浓度很小，导电性很弱。而弱电解质溶液的导电性不一定弱，如较浓的弱电解质溶液，其电离出的离子浓度可以较大，导电性可以较强。 七．电解质溶液 （一）电解质和非电解质、强电解质和弱电解质 1．电解质 凡是水溶液里或熔融状态时能电离进而能导电的化合物叫做电解质。电解质溶于水或熔融时能电离出自由移动的阴、阳离子，在外电场作用下，自由移动的阴、阳离子分别向两极运动，并在两极发生氧化还原反应。所以说，电解质溶液或熔融状态时导电是化学变化。 2．分类 （1）强电解质：是指在水溶液里几乎能完全电离的电解质。 （2）弱电解质：是指在水溶液中只能部分电离的电解质。 用可逆号“” 4．非电解质 凡是在水溶液里或熔融状态都不能电离也不能导电的化合物。 常见的非电解质 非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5 某些非金属氢化物：CH4、NH3 大多数有机物：苯、甘油、葡萄糖 （二）弱电解质的电离平衡 1．弱电解质的电离特点 （1）微弱：弱电解质在水溶液中的电离是部分电离、电离程度都比较小，分子、离子共同存在。 （2）可逆：弱电解质在水分子作用下电离出离子、离子又可重新结合成分子。因此，弱电解质的电离是可逆的。 （3）能量变化：弱电解质的电离过程是吸热的。 （4）平衡：在一定条件下最终达到电离平衡。 2．电离平衡：当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态。电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征。条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理。 （三）水的电离和溶液的pH值 1．水的电离和水的离子积常数 H2O是一种极弱电解质，能够发生微弱电离H2O H+ + OH– 25℃时c(H+)=c(OH–)=10–7mol·L–1 水的离子积K w=c(H+)·c(OH–)=10–14（25℃） ①K w只与温度有关，温度升高，K w增大。如：100℃ K w=10–12 高中化学电解及电极方程式整理 电解质溶液在惰性电极条件下，或阴极是较活泼金属电极，阳极是惰性电极条件下的电解 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (-)2H2O+2e-==H2↑+2OH-或2H++2e-==H2↑ (+)2Cl--2e-==Cl2↑ 2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑ CuCl2 Cu+Cl2↑ (-)Cu2++2e-==Cu↓ (+)2Cl--2e-==Cl2↑ Cu2++2Cl-Cu↓+Cl2↑ 2CuSO4+2H2O 2Cu↓+O2↑+2H2SO4 (-)2Cu2++4e-==2Cu↓ 总反应式：4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3。 镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液) 负极：2Al＋8OH－－6e－=2AlO2-＋4H2O； 正极：6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－； 总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑。 锂电池一型(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2=SO2↑＋4LiCl＋S。 正极：2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－。 铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液) 已知Fe＋NiO2＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则： 负极：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2； 正极：NiO2＋2H2O＋2e－=Ni(OH)2＋2OH－。 阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－=NiO2＋2H2O。 LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质) 已知FePO4＋Li放电充电LiFePO4，则 负极：Li－e－=Li＋； 阳极：LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋。 高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则： 负极：3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)2； 正极：2FeO4 2-＋6e－＋8H2O=2Fe(OH)3＋10OH－。 阴极：3Zn(OH)2＋6e－=3Zn＋6OH－； 阳极：2Fe(OH)3－6e－＋10OH－=2FeO4 2-＋8H2O。 氢氧燃料电池 电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极：2H2－4e－＋4OH－=4H2O； 正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－； 原电池和电解池1 2 3 4 5. 6 考点解说 1. 电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 (1)吸氧腐蚀 「负极：Fe—2e'==Fe + \ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH「 总式：2Fe+C2+2H2O==2Fe(OH> 4Fe(OH)2+O2+2H z O==4Fe(OH3 2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O (2)析氢腐蚀：CQ+H2O H2CQ=H++HCQ- ■-负极：Fe —2e-==Fe2+ '正极：2H+ + 2e==H2 T 总式：Fe + 2CQ + 2H2O = Fe(HCO)2 + H2 Fe(HCO)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2. 金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法：接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法: 外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3. 常见实用电池的种类和特点 ⑴干电池(属于一次电池) ① 结构：锌筒、填满 MnO 2的石墨、溶有NH 4CI 的糊状物。 ② 电极反应（负极：Zn-2e -=Zn 2+ "正极：2NH 4++2e -=2NH 3+H 2 NH 3 和 H 2被 Zn 2+> MnO 2 吸收： Mn 。2+兄=MnO+H 2O,Zn 2*+ 4NH 3=Z n （NH 3）42+ ⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） ① 结构：铅板、填满 PbO 2的铅板、稀 &SQ 。 ② A.放电反应（负极：Pb-2e -+ SQ 2- = PbSQ ‘正极： PbC 2 +2e -+4H + + SC 42" = PbSQ + 2H 2O ? 2? B.充电反应 「阴极：PbSQ +2e = Pb+ SQ ■* 2 ［阳极：PbSQ -2e - + 2H z O = PbQ +4H+ + SQ - 、 、 放电 总式：Pb + PbQ + 2H 2SQ —充亍 2PbSQ + 2H 2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书 写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池 ① 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ② 电极反应 |负极：2Li-2e - = 2Li+ 正极：I 2 +2e - = 2「总式：2Li + 2 = 2LiI ⑷A.氢氧燃料电池 ① 结构：石墨、石墨、 KOH 溶液。 ② 电极反应 「负极：H 2- 2e '+ 2OH- = 2H 2O 正极： O 2 + 4e + 2H 2O = 4OH -总式：2H 2+O 2=2H 2O （反应过程中没有火焰， 不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应， 氧化剂在正极上反应。 书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入） 。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装 KCl 的琼 脂，形成闭合回路）。 B .铝、空气燃料电池 以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海 水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀 眼的闪光， 其能量比干电池高 20?50倍。 电极反应：铝是负极 4AI-12e -== 4Al 3+； 石墨是正极 3O 2+6H 2O+12e -==12OH - 4. 电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极A ?阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。 B ?阳离子得电子顺序 一金属活动顺序表的反表： 2+ 2+ 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ + K+ 电解原理 编稿：顾振海审稿：潘廷宏责编：顾振海 [重点难点] 1．理解电解的基本概念和原理。 2．了解铜的电解精炼、电镀铜。 3．会写电极反应式、电解方程式，掌握围绕电解的计算。 [知识点讲解] ［基础知识导引］ 1．电解 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。如用惰性电极电解CuCl2溶液时，电极反应式： 阳极2Cl——2e—=Cl2↑（氧化反应） 阴极Cu2++2e—=Cu（还原反应） 电解方程式为： 2．电解池 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。 其中跟直流电源或原电池的负极相连的电极是电解池的阴极；跟直流电源或原电池的正极相连的电极是电解池的阳极。 3．铜的电解精炼和电镀铜 ⑴铜的精炼 阳极Cu—2e—＝Cu2+ 阴极Cu2+十2e—=Cu ⑵电镀铜 电镀铜和精炼铜的原理是一致的，但阴、阳两极材料略有差别： ①精炼铜时，粗铜板作阳极，纯铜片作阴极，用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作电解液。 ②电镀铜时，镀层金属(铜片)作阳极，待镀件(铁片)作阴极，用含有镀层金属离子的电解质(CuSO4)配成电镀液。 ［重点难点点拨］ 一、电解原理 1．电解质溶液的导电 我们知道，金属导电时，是金属内部的自由电子发生的定向移动，而电解质溶液的导电与金属导电不同。 通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电荷的阳离子则向阴极移动，并在两极上发生氧化还原反应。我们把： 借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置叫电解池。 电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。 物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的，对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。 2．电解 （1）概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。 （2）电子流动的方向： 电子从外接直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，电解池溶液中的阳离子移向阴极，并在阴极获得电子而被还原，发生还原反应；与此同时，电解池溶液中的阴离子移向阳极，并在阳极上失去电子（也可能是阳极很活泼而本身失去电子）而被氧化，发生氧化反应。这样，电子又从电解池的阳极流出，沿导线而流回外接直流电源的正极。 （3）电极反应的类型：阳极反应为氧化反应，阴极反应为还原反应，故而阴极处于被保护的状态，而阳极则有可能被腐蚀。 3、电极名称的进一步理解 原电池：根据电子流动的方向可以把电极分成正、负极。流出电子的电极（或发生氧化反应 第三章电解质溶液 首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答 难题解析[TOP] 例3-1 (1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，测得溶液pH值为4.66，溶液的渗透浓度为200 mmol·L-1，求混合前NaOH和H3PO4溶液的浓度各为多少？(2)若此NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合，溶液pH和渗透浓度各为多少？(已知H3PO4：p K a1=2.16；p K a2=7.21；p K a3=12.32) 分析(1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，由pH=4.66知混合后只有NaH2PO4，那么NaOH和H3PO4浓度相等，再由混合溶液渗透浓度求得NaOH和H3PO4溶液的浓度。(2)NaOH和H3PO4以2：1体积混合，可计算出溶液pH和渗透浓度。 解(1)因NaOH和H3PO4溶液等体积混合后pH=4.66=(p K a1+p K a2)/2，可判断混合溶液只含有NaH2PO4，因此混合前NaOH和H3PO4浓度相等，又混合溶液的渗透浓度为200 mmol·L-1，即 2×c(NaH2PO4)= 200 mmol·L-1 c(NaH2PO4)= 0.10 mol·L-1 根据c(NaH2PO4)推出混合前c(NaOH)= 0.20 mol·L-1，c(H3PO4)= 0.20 mol·L-1 (2) NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合发生的反应为： 2NaOH(aq) + H3PO4(aq)Na2HPO4(aq) + 2H2O(aq) 由于混合前c(NaOH)= 0.20 mol·L-1，c(H3PO4)=0.20 mol·L-1，混合后溶液只含有Na2HPO4，浓度为 c(Na2HPO4)= (2/3)×0.20 mol·L-1 因此溶液的渗透浓度为3×(2/3)×0.20×1000 mmol·L-1=400 mmol·L-1 由于混合溶液只含有Na2HPO4两性物质， pH=(p K a2 + p K a3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76 例3-2在0.100 mol·L-1HA溶液的解离度α为1.32%，(1)计算HA的解离常数。(2)如果在1.00 L该溶液中加入固体NaA (不考虑溶液体积变化)，使其浓度为0.100 mol·L-1，计算溶液的H3O+离子浓度和解离度。 分析(1)由HA的浓度和解离度，可计算出HA溶液平衡后[H3O+]、[A-]、[HA]，再通过K a= [HA]] ][A O [H 3- + 即可计算出HA的解离常数。(2)可先通过计算加入固体NaA后的[A-]和[HA]，则用α=[H3O+]/c(HA)和 原电池 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极?导线相连并插?电解液构成闭合回路 3、电?流向：外电路：负极——导线—— 正极 内电路：盐桥中阴离?移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离?移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼?属） 正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼?属） 总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：?般较活泼?属为负极；或?属为负极，??属为正极。 （2）从电?的流动?向负极流?正极 （3）从电流?向正极流?负极 （4）根据电解质溶液内离?的移动?向阳离?流向正极，阴离?流向负极 （5）根据实验现象①__溶解的?极为负极__②增重或有?泡?极为正极 例1：关于如图所?装置的叙述中，正确的是（） A．铜是阳极，铜?上有?泡产? B．铜?质量逐渐减少 C．铜离?在铜?表?被还原 D．电流从锌?经导线流向铜? 例2：控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所?的原电池。下列判断不正确的是（） A. 反应开始时，?中?墨电极上发?氧化反应 B. 反应开始时，甲中?墨电极上Fe3+被还原 C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶?FeCl2固定，?中?墨电极为负极 6、化学电池的分类：?次电池、?次电池、燃料电池 ?、?次电池 1、常见?次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 ?、?次电池 1、?次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再?，可以多次重复使?，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb ＋－2e ? ＝PbSO 4↓ 正极（氧化铅）： PbO 2＋4H +＋＋2e ? ＝PbSO 4↓＋2H 2O 充电：阴极： PbSO 4＋2H 2O －2e ? ＝PbO 2＋4H +＋ 阳极： PbSO 4＋2e ? ＝Pb ＋ 两式可以写成?个可逆反应： PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O 3、?前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离?电池 三、燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产?电流的?种原电池 2、电极反应：?般燃料电池发?的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发?氧化反应，正极发?还原反应，不过要注意?般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 呈酸性时： 负极： 2H 2－4e ? =4H + 正极：Ｏ2＋4 e ? 4H + =2H 2O 呈碱性时： 负极： 2H 2＋4OH ?－4e ?＝4H 2O 正极：Ｏ2＋2H 2O ＋4 e ?＝4OH ?呈中性时： 负极：2H 2 – 4e － === 4H + 正极：O 2 + 2H 2O + 4e － === 4OH —另?种燃料电池：（甲烷燃料电池） 是??属铂?插?KOH 溶液作电极，又在两极上分别通甲烷（燃料）和氧?（氧化剂）电极反应式为：负极：CH 4＋10 OH －－8e- ＝ CO 32-＋7H 2O ； 正极：4H 2O ＋2O 2＋8e- ＝8OH _。 电池总反应式为：CH 4＋2O 2＋2KOH ＝K 2CO 3＋3H 2O 3、燃料电池的优点：能量转换率?、废弃物少、运?噪?低四.废弃电池的处理：回收利?练习： 1.下?甲、?两装置都是铜-锌原电池。 (1)甲、?两装置中，正负极上的电极反应 ，反应现象 。 A ．相同 B ．不同 (2)其中， 装置能更彻底的将反应所释放的能量转化为电能。2.某原电池构造如右图所?。下列有关叙述正确的是 A ．在外电路中，电?由银电极流向铜电极 B ．取出盐桥后，电流计的指针仍发?偏转 放电 充电 1 / 5 1、欲要比较各种电解质的导电能力的大小，更为合理应为 ( ) A 、 电解质的电导率值 B 、 电解质的摩尔电导率值 C 、 电解质的电导值 D 、 电解质的极限摩尔电导率值 2、在一般情况下，电位梯度只影响 （ ） A 、离子的电迁移率 B 、离子迁移速率 C 、电导率 D 、离子的电流分数 3、在CuSO 4溶液中用铂电极以0.1 A 的电流通电10 min ，在阴极上沉积的铜的质量是： （ ） A 、19.9 mg B 、 29.0 mg C 、 39.8 mg D 、 60.0 mg 4、在饱和 AgCl 溶液中加入 NaNO 3，AgCl 的饱和浓度如何变化 ？ ( ) A 、 变大 B 、 变小 C 、 不变 D 、 无法判定 5、当一定的直流电通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出金属的量正比于： （ ） A 、阴极的表面积 B 、电解质溶液的浓度 C 、通过的电量 D 、电解质溶液的温度 6、在298 K 的无限稀的水溶液中，下列离子摩尔电导率最大的是： （ ） A 、 CH 3COO - B 、 Br – C 、 Cl - D 、 OH - 7、按物质导电方式的不同而提出的第二类导体，下述对它特点的描述，哪一点是不正确的？（ ） A 、其电阻随温度的升高而增大 B 、其电阻随温度的升高而减小 C 、其导电的原因是离子的存在 D 、当电流通过时在电极上有化学反应发生 8、用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol ·kg -1和 0.1 mol ·kg -1的两个电解质溶液，其电阻分别为 1000 Ω 和 500 Ω，则 它们依次的摩尔电导率之比为 ( ) A 、 1 : 5 B 、 5 : 1 C 、 10 : 5 D 、 5 : 10 9、室温下无限稀释的水溶液中，离子摩尔电导率最大的是： （ ） A 、 ?La 3+ B 、?Ca 2+ C 、NH 4+ D 、 OH - 10、浓度为 1.0 mol ·dm -3 的强电解质溶液,它的摩尔电导率数值近似于： ( ) A 、 与电导率相等 B 、是电导率的 103倍 C 、是电导率的 10-3倍 D 、 是电导率的 102倍 11、Al 2(SO 4)3的化学势 μ 与Al 3+ 和 SO 42 - 离子的化学势 μ + ，μ-－ 的关系为： ( ) A 、 μ = μ + + μ-－ B 、 μ = 3μ + + 2μ-－ C 、 μ = 2μ ++ 3μ-－- D 、 μ = μ +·μ-－- 12、对于0.002 mol ·kg -1 的Na 2SO 4溶液，其平均质量摩尔浓度m ±是： （ ） A 、3.175×10-3 mol ·kg -1 B 、2.828×10-3 mol ·kg -1 C 、1.789×10-4 mol ·kg -1 D 、4.0×10-3 mol ·kg -1 13、水溶液中氢和氢氧根离子的电淌度特别大，究其原因，下述分析哪个对？ （ ） A 、 发生电子传导 B 、 发生质子传导 C 、 离子荷质比大 D 、 离子水化半径小 14、用0.1 A 的电流，从200 ml 浓度为0.1 mol ·dm -3的AgNO 3溶液中分离Ag ，从溶液中分离出一半银所需时间为：（ ） A 、10 min B 、 16 min C 、 100 min D 、 160 min 15、对于德拜-休克尔理论，下述哪一点说法是正确的？（ ） A 、认为离子严格讲不是独立单元 B 、只适用于饱和溶液 C 、只适用于过渡元素的离子 D 、只适用于水溶液 16、电解质溶液中离子迁移数 (t i ) 与离子淌度 (U i ) 成正比。当温度与溶液浓度一定时，离子淌度是一定的，则 25℃时，0.1 mol ·dm -3 NaOH 中 Na +的迁移数 t 1 与 0.1mol ·dm -3 NaCl 溶液中 Na + 的迁移数 t 2，两者之间的关系为 （ ） A 、 相等 B 、 t 1> t 2 C 、 t 1< t 2 D 、 大小无法比较 17、在10 cm 3 浓度为 1 mol ·dm -3 的KOH 溶液中加入10 cm 3水，其电导率将： （ ） 一、选择（40小题） 电解池 编稿：乔震审稿：祝鑫责编：宋杰 【本节学习目标】 1、知道电解池的形成条件，正确叙述电解原理； 2、能正确判断电解池的阴、阳极； 3、能正确书写电极反应式和电解反应方程式； 4、了解氯碱工业、电镀工业、电冶金工业的化学原理。 学习重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律 学习难点：理解电解原理（本质） 【知识要点梳理】 知识点一：电解原理： （通过外接电源将电能转变成化学能） 1、实验探究： 实验一实验二实验三 ①实验一：将两根碳棒分别插进装有CuCl2溶液的U型管两端，浸入1分钟后，观察现象。 实验二：用导线连接两根碳棒后，并接上电流计，再分别插进装有CuCl2溶液的U型管的两端，观察电流计指针是否偏转和两极的变化。 实验三：在装有CuCl2溶液的U型管两端，插入两根碳棒作电极，并接上电流计，接通12V的直流电源，把湿润淀粉碘化钾试纸放在与直流电源正极相连的电极附近后，观察U型管内两极、溶液颜色、试纸颜色的变化和电流计指针是否偏转。 ②实验现象及分析：实验一、二都无现象，实验三中与电源的负极相连的碳棒上有一层红色的固体析出，说明有铜生成；与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生，并有刺激性气味，使湿润的淀粉碘化钾试纸变成了蓝色，说明有氯气生成；电流计指针发生偏转，说明电解质溶液导电；溶液的颜色逐渐变浅，说明Cu2+的浓度逐渐减小。 ③实验注意事项：实验完毕后，把沾有浓NaOH溶液的棉花塞在U型管两端，吸收有害气体。 小结：通过以上三个实验，得出结论：CuCl2溶液通电时发生了化学变化，生成了Cu 和Cl2，电流的作用是这种化学变化的直接原因和动力。 2、电解池： ①电解池的定义：借助于电流在两极发生氧化还原反应的装置，叫电解池或电解槽。电解池就是一种把电能转化为化学能的装置。 ②电解池的电极名称：电解池的两极由电极与电源正、负极的连接情况直接判断。 阴极：与电源的负极相连的电极；吸引溶液中的阳离子、得电子、还原反应。 阳极：与电源的正极相连的电极，吸引溶液中的阴离子、失电子、氧化反应。 说明：阳极有惰性电极和活性电极之分，隋性电极只导电，不参与氧化还原反应(C、Pt、Au)；活性电极既导电又参与氧化还原反应(Cu、Ag等)。 ③电解池的组成： 直流电源、电极、电解质溶液或熔融的电解质，用导线连接成闭合电路。 ④电解池的工作原理： 在外加直流电源的作用下，使电解质溶液中的离子在阴阳两极引起氧化还原反应的过程，称为电解。电解质导电的过程就是电解。 电子从电源的负极流向电解池的阴极，溶液中的离子分别向两极做定向移动，阴极电解质溶液知识点总结(学生版)
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