电解规律
一、电解规律
电解电解质溶液,产物主要取决于阳极材料和电解质溶液阳离子的氧化性和阴离子的还
原性的强弱。也和溶液的离子浓度、电流强度有关。
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氧化性:Ag>Hg2>Cu2>H>Pb2>Sn2>Fe2>Zn2
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还原性:Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>S2>I>Br>Cl>OH>SO42>NO3
1、以惰性电极(Pt或石墨)电解电解质溶液的规律:电解不活泼金属的无氧酸盐或无氧酸,实际上是电解电解质本身;电解活泼金属的无氧酸盐,实际上是电解水中的氢离子和电解质中的阴离子;电解不活泼金属的含氧酸盐,实际上是电解水中氢氧根离子和电解质的阳离子;电解活泼金属的含氧酸盐或含氧酸或碱,实际上是电解水,活泼金属的含氧酸盐或含氧酸实际起增强溶液的导电性作用。 电解质 CuCl2 HCl NaCl CuSO4 Na2SO4 H2SO4 NaOH ①CuCl2
反应离子 Cu2、Cl +- 阳极产物 Cl2 Cl2 Cl2 - 阴极产物 PH改变 Cu H2 H2、NaOH Cu H2 H2 H2 看情况 增大 增大 减小 不变 减小 增大 H2↑+Cl2↑ 2H2↑+O2↑
恢复方法 加入CuCl2 通入HCl 通入HCl 加入CuO 加入H2O 加入H2O 加入H2O H、Cl H、Cl Cu2、OH ++-+-O2、H2SO4 O2 O2 O2 H、OH H、OH H、OH +-+-+-Cu+Cl2↑ ② 2HCl
2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③2H2O2Cu+H2SO4+O2↑
③2NaCl+2H2O④2CuSO4+2H2O
2、以非惰性电极(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Ag等,K、Ca、Na、Mg、Al太活泼,一般不作电极,Hg在常温下为液态,一般也不作电极)作阳极,电解电解质溶液,阳极金属本身发生氧化反应。主要运用于电镀和精炼。
①电镀原理:以镀层金属作阳极,以待镀金属作阴极,以镀层金属的可溶性溶液为电解质溶液进行电解,形成的电解池又叫电镀池。例如,在铜表面镀银,以银作阳极,以铜作阴极,以AgNO3溶液为电解液。阳极:Ag-e
-
Ag,阴极:Ag+e
++-
Ag。电
镀过程中,电解质溶液的浓度不变,PH值不变。
②精炼原理:以粗金属作阳极,以纯金属作阴极,以纯金属的可溶性溶液为电解质溶液,形成的电解池又叫精炼池。例如,精炼铜,以粗铜为阳极,以纯铜为阴极,以CuSO4溶液为电解液。阳极:Cu-2e
-
Cu2,(比铜要活泼的杂质如Zn、Ni、Cd也参加反应,
+
+
-
比铜不活泼的金属不参加反应,形成阳极泥。)阴极Cu2+2e解质溶液的浓度微有下降,PH值微有改变。 阳极材料 Cu 粗铜 阴极材料 Zn Cu 电解质溶液 CuSO4 CuSO4 Cu。精炼过程中,电
物质的量浓度 不变 稍有下降 PH值 不变 稍有改变 二、强化练习
1、电镀银时,应选择下列哪种物质做阳极( ) A、Ag B、Cu C、铂 D、石墨
2、下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH值明显下降的是( )
Pt Pt C Pt Ag Pt Cu Pt
A、NaCl溶液 B、AgNO3溶液 C、CuSO4溶液 D、Na2SO4溶液 3、当两极都用银片作电极电解银水溶液时一段时间,下列说法正确的是( ) A、阳极有氧气产生 B、溶液的PH值不变 C、阳极有银产生 D、阴极有氢气产生 4、用石墨作电解电解1mol/LCuSO4溶液一段时间后,如果溶液中还有CuSO4,就停止电解,此时向溶液中加一定量的下列物质,能恢复到1mol/LCuSO4溶液的是( ) A、Cu(OH)2 B、CuO C、CuSO4 D、H2O 5、将两个铂电极插入500毫升CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.0 克(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 6、在外界提供相同电量的条件,Cu2或Ag分别按Cu2+2e
+
+
+
-
Cu或Ag+e
+-
Ag
在电极上放电,若析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为( ) A、1.62g B、6.48g C、3.24g D、12.96g
7、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( ) A、a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B、a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C、a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D、a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl 8、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯
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度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2<Ni2<Cu2)( )
+-
A、阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+2e=Ni B、电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
++
C、电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2 D、电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt