第二十五讲 电能转化为化学能VIP免费

第二十五讲电能转化为化学能——电解（建议2课时完成）[考试目标]1．了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电解池反应方程式2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用[要点精析]一、电解池的工作原理（一）电解池定义：将电能转变成化学能的装置（二）形成条件：1．两电极接直流电源2．两电极（一般为惰性电极）同时插入同一电解质溶液3．用导线相互连接组成闭合回路（三）电极判断阴极：与电源负极相连的极阳极：与电源正极相连的极（四）电极反应1．阳极：若为惰性电极，则电极本身不反应，溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应。阴离子放电顺序(还原性强弱顺序)：S2―＞I―＞Br―＞Cl―＞OH―＞NO3-＞SO42-＞F－若为活性电极：则电极本身失去电子，发生氧化反应。2．阴极：电极本身不反应，溶液中阳离子在阴极上获得电子，发生还原反应。放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。（五）能量转化：电能转化为化学能电子流动方向：电源负极→沿导线→阴极→电解溶液中离子的移动→阳极→沿导线→电源正极二．用惰性电极电解电解质溶液的规律1．电解水型：有含氧酸(如H2SO4、HNO3等)、强碱(NaOH、Ba(OH)2等)、活泼金属的含氧酸盐（如K2SO4、NaNO3、Na3PO4）这三类物质。2．电解电解质型：有无氧酸（除HF外，如HCl、HBr等）、不活泼金属的无氧酸盐（如CuCl2等）。3．电解质和水均被电解型：活泼金属的无氧酸盐(如NaCl等)、不活泼金属的含氧酸(如CuSO4等)。三、电解应用（一）氯碱工业——电解饱和食盐水制取氯气和烧碱1．原理：阳极（用石墨）：2Cl―－2e－=Cl2↑阴极（用Fe）：2H＋+2e－=H2↑总反应：2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑（阴极室中）（阳极室中）2．饱和食盐水的精制：电解前应除去食盐溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SO42―等杂质离子，加入试剂依次为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸（或将BaCl2溶液和NaOH溶液的顺序互换）。3．离子交换膜法制烧碱离子交换膜电解槽主要由阳极（用金属钛网制成，涂有钛、钌等氧化物涂层）、阴极（由碳钢网制成，上面涂有镍涂层）、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴极离子和气体通过。（二）铜的电解精炼阳极（用粗铜）：Zn－2e－=Zn2+、Fe－2e－=Fe2+、Ni－2e－=Ni2+、Cu－2e－=Cu2＋另外，粗铜中的金、银等金属杂质，因为失去电子能力比Cu弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，而以阳极泥的形式沉积下来。1阴极（用纯铜）：Cu2＋+2e－=Cu电解质溶液用CuSO4或CuCl2溶液。长时间电解后，电解质溶液必须补充。（三）电镀电镀是一种特殊的电解，要求镀件必须作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液（作为电镀液）。电镀时，理论上电解质溶液的浓度保持不变。（四）电解法冶炼活泼金属Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。2NaCl电解2Na+Cl2↑(制Na)MgCl2电解Mg+Cl2↑(制Mg)2Al2O3电解4Al+3O2↑(制Al)四、电解的计算特点有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积，某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法主要是根据电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。[过关训练]一、单项选择题1．下列说法错误的是（）A．由电能转化为化学能的装置叫电解池B．在电解池中跟直流电源的正极相连的电极是电解池的阳极C．在电解池中通电时，电子从电解池的阴极流出，并沿导线流回电源的负极D．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应2．用石墨作电极,电解1摩/升下列物质的溶液,溶液的pH值保持不变的是（）A、HClB、NaOHC、Na2SO4D、NaCl3．下列关于铜电极的叙述正确的是（）A．铜锌原电池中铜是负极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极4．PH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的PH＞a，则该电解质可能是：（）A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO45．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（）（A）锌...