一、电解和电解池
1.电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2.电解池:将电能转化为化学能的装置。
3.电解池的构成
(1)有与电源相连的两个电极。
(2)电解质溶液(或熔融电解质)。
(3)形成闭合回路。
二、电解池的工作原理
电子和离子的移动方向
(1)电子:从电源的负极流出后,流向电解池的阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
(2)离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
三、阴、阳极的判断及电极反应式的书写步骤
1.阴、阳极的判断
(1)根据外接电源的正、负极判断
电源正极连接阳极,电源负极连接阴极。
(2)根据电极产物判断
电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极;析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。
2.电极反应式的书写步骤
(1)分析电解质水溶液的组成:找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。
(2)排出阴、阳两极的放电顺序
①阳极
活性电极:金属做阳极(Pt、Au除外),金属本身被电解;
惰性电极(Pt、Au、石墨等):还原性强的离子先放电,放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
②阴极(放电顺序与电极材料无关)
氧化性强的离子先放电,放电顺序为Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸中)>Fe2+>Zn2+>H+(水中)。
(1)阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(2)最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。
(3)电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(3)写出两极电极反应式
①阳极:活性电极失去电子生成相应的金属阳离子;溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。
②阴极:溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。
(4)写出电解总反应式
在两极转移电子数目相同的前提下,两极反应式相加即可得总反应方程式。
活泼阳极失电子后得到的离子可能会与电解质溶液中的离子继续发生复杂的反应,因此最终的氧化产物一般需要根据题目中的信息确定。例如,铁做阳极时,其氧化产物可能是Fe2+、Fe(OH)2或FeO等。
四、用惰性电极电解电解质溶液的规律
类型
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实例
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电极反应式
和总反应式
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溶液
pH
变化
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溶液
复原
方法
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