北京四中網校高三化學一輪復習學案(43份).rar
北京四中網校高三化學一輪復習學案(43份),電解原理 [重點難點] 1.理解電解的基本概念和原理?! ?.了解銅的電解精煉、電鍍銅。 3.會寫電極反應式、電解方程式,掌握圍繞電解的計算?! 知識點講解] [基礎知識導引] 1.電解電解cucl2 使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。如用惰性電極電解cucl2溶液時,...
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電解原理
[重點難點]
1.理解電解的基本概念和原理。
2.了解銅的電解精煉、電鍍銅。
3.會寫電極反應式、電解方程式,掌握圍繞電解的計算。
[知識點講解]
[基礎知識導引]
1.電解
電解CuCl2
使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。如用惰性電極電解CuCl2溶液時,電極反應式:
陽極 2Cl——2e—=Cl2↑(氧化反應)
陰極 Cu2++2e—=Cu(還原反應)
電解方程式為:CuCl2 Cu+Cl2↑
2.電解池
把電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置叫做電解池或電解槽。
電解池與直流電源的連接
其中跟直流電源或原電池的負極相連的電極是電解池的陰極;跟直流電源或原電池的正極相連的電極是電解池的陽極。
3.銅的電解精煉和電鍍銅
⑴銅的精煉
以粗銅做陽極,精銅做陰極,硫酸銅(加入一定量的硫酸)做電解液,如圖:
電解精煉銅原理
兩極反應式如下:
陽極Cu—2e—=Cu2+
陰極Cu2++2e—=Cu
?、齐婂冦~
電鍍銅和精煉銅的原理是一致的,但陰、陽兩極材料略有差別:
①精煉銅時,粗銅板作陽極,純銅片作陰極,用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作電解液。
?、陔婂冦~時,鍍層金屬(銅片)作陽極,待鍍件(鐵片)作陰極,用含有鍍層金屬離子的電解質(CuSO4)配成電鍍液。
鍍銅
?。壑攸c難點點撥]
一、電解原理
1.電解質溶液的導電
我們知道,金屬導電時,是金屬內部的自由電子發(fā)生的定向移動,而電解質溶液的導電與金屬導電不同。
通電前電解質溶液中陰、陽離子在溶液中自由地移動;通電后在電場的作用下,這些自由移動 的離子改作定向移動,帶負電荷的陰離子由于靜電作用向陽極移動,帶正電荷的陽離子則向陰極移動,并在兩極上發(fā)生氧化還原反應。我們把:
借助于電流引起氧化還原反應的裝置,也就是把電能轉化為化學能的裝置叫電解池。
電解池中與直流電源負極相連的電極叫陰極,與直流電源正極相連的電極叫陽極。
物質能否導電是由其內部能否形成定向移動的自由電荷所決定的,對金屬就是自由電子,而對電解質溶液就是自由移動的陰陽離子。
2.電解
(1)概念:
使電流流過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫電解。
?。?)電子流動的方向:
電子從外接直流電源的負極流出,經導線到達電解池的陰極,電解池溶液中的陽離子移向陰極,并在陰極獲得電子而被還原,發(fā)生還原反應;與此同時,電解池溶液中的陰離子移向陽極,并在陽極上失去電子(也可能是陽極很活潑而本身失去電子)而被氧化,發(fā)生氧化反應。這樣,電子又從電解池的陽極流 出,沿導線而流回外接直流電源的正極。
?。?)電極反應的類型:
陽極反應為氧化反應,陰極反應為還原反應,故而陰極處于被保護的狀態(tài),而陽極則有可能被腐蝕。
3、電極名稱的進一步理解
原電池:
根據電子流動的方向可以把電極分成正、負極。流出電子的電極(或發(fā)生氧化反應的電極)為負極、流入電子的電極為(或發(fā)生還原反應的電極)正極;
電解池:
根據離子的遷移方向可以把電極分成陽極、陰極。陽離子移向的電極(或與直流電源負極相連的電極)為陰極、陰離子移向的電極(或與直流電源正極相連的電極)為陽極。
?、旁谠姵刂?,稱正極、負極,其中負極流出電子
⑵在電解池中,稱陽極、陰極,其中陰極流入電子
?、请娊獬氐年枠O與原電池的正極相連,電解池的陰極與原電池的負極相連
4、電極反應式和電解方程式的書寫
化學變化的表示表示方法
為了表示化學變化的不同側面,化學變化主要用化學方程式表示。具體分類如下:
⑴(普通)化學方程式
?、蒲趸€原方程式(標出電子轉移方向、數目等)
?、请x子方程式
?、入婋x方程式
?、伤夥匠淌?br> ⑹熱化學方程式(標明反應物、生成物的狀態(tài)及對應的熱效應)
?、穗姌O反應式
⑻電解方程式
電極反應式與電解方程式的書寫
書寫電極反應,首先要搞清楚電極材料,然后分析溶液中離子情況,再根據陰、陽極放電的規(guī)律,得出相應的結論。
電解過程總反應方程式叫電解方程式(指電解時總的化學方程式或離子方程式)。要正確書寫電解方程式,首先要正確寫出電極反應式,然后分析參加電極反應的離子來自何種物質,這樣才能正確寫出反應物、生成物,配平且在等號上方注明“電解”或“通電”。
書寫的具體步驟:
?、畔炔殛枠O電極材料和確定溶液中的離子種類
如用C電極電解CuSO4溶液:溶液中有CuSO4=Cu2++SO42—;H2O H++OH-。
溶液中存在Cu2+、H+、OH—、SO42—共4種離子。
?、朴煞烹婍樞虼_定放電產物和電極反應
C電極為惰性電極,不參加反應。
放電能力 Cu2+>H+ Cu2+放電生成Cu
OH—>SO42—,OH—放電生成O2
電極反應:
陰極 2Cu2++4e—=2Cu
陽極 4OH—-4e—=2H2O+O2↑
溶液中余下的H+和SO42—結合成新物質H2SO4。
?、怯呻姌O反應產物,寫出總反應式――電解方程式
如上述反應中的反應物為CuSO4和H2O,產物是Cu、O2和H2SO4,電解方程式為:
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
5、電離、水解和電解的比較
發(fā)生條件 變化實質 實 例
電 離 ①適用于電解質
②在溶液或熔化狀態(tài)中發(fā)生 電解質分離成自由移動的離子(在水溶液中形在水合離子) CuSO4=Cu2++SO42- ①電離是鹽類發(fā)生水解反應和電解反應的先決條件
②電解要通入直流電才能發(fā)生
③一般說,鹽類的水解反應是可逆的、微弱的;其他物質(如CaC2、醇鈉、鹵代烴、酯、多糖、蛋白質等)的水解程度與物質自身有關。
水 解 ①與水電離產生的H+或OH-結合成難電離物質等
②在水溶液中發(fā)生 組成鹽的酸根陰離子或金屬陽離子(包括NH4+)和水電離出的H+或OH—結合成弱電解質 CN-+H2O HCN+OH-
Cu2++2H2O..
[重點難點]
1.理解電解的基本概念和原理。
2.了解銅的電解精煉、電鍍銅。
3.會寫電極反應式、電解方程式,掌握圍繞電解的計算。
[知識點講解]
[基礎知識導引]
1.電解
電解CuCl2
使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。如用惰性電極電解CuCl2溶液時,電極反應式:
陽極 2Cl——2e—=Cl2↑(氧化反應)
陰極 Cu2++2e—=Cu(還原反應)
電解方程式為:CuCl2 Cu+Cl2↑
2.電解池
把電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置叫做電解池或電解槽。
電解池與直流電源的連接
其中跟直流電源或原電池的負極相連的電極是電解池的陰極;跟直流電源或原電池的正極相連的電極是電解池的陽極。
3.銅的電解精煉和電鍍銅
⑴銅的精煉
以粗銅做陽極,精銅做陰極,硫酸銅(加入一定量的硫酸)做電解液,如圖:
電解精煉銅原理
兩極反應式如下:
陽極Cu—2e—=Cu2+
陰極Cu2++2e—=Cu
?、齐婂冦~
電鍍銅和精煉銅的原理是一致的,但陰、陽兩極材料略有差別:
①精煉銅時,粗銅板作陽極,純銅片作陰極,用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作電解液。
?、陔婂冦~時,鍍層金屬(銅片)作陽極,待鍍件(鐵片)作陰極,用含有鍍層金屬離子的電解質(CuSO4)配成電鍍液。
鍍銅
?。壑攸c難點點撥]
一、電解原理
1.電解質溶液的導電
我們知道,金屬導電時,是金屬內部的自由電子發(fā)生的定向移動,而電解質溶液的導電與金屬導電不同。
通電前電解質溶液中陰、陽離子在溶液中自由地移動;通電后在電場的作用下,這些自由移動 的離子改作定向移動,帶負電荷的陰離子由于靜電作用向陽極移動,帶正電荷的陽離子則向陰極移動,并在兩極上發(fā)生氧化還原反應。我們把:
借助于電流引起氧化還原反應的裝置,也就是把電能轉化為化學能的裝置叫電解池。
電解池中與直流電源負極相連的電極叫陰極,與直流電源正極相連的電極叫陽極。
物質能否導電是由其內部能否形成定向移動的自由電荷所決定的,對金屬就是自由電子,而對電解質溶液就是自由移動的陰陽離子。
2.電解
(1)概念:
使電流流過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫電解。
?。?)電子流動的方向:
電子從外接直流電源的負極流出,經導線到達電解池的陰極,電解池溶液中的陽離子移向陰極,并在陰極獲得電子而被還原,發(fā)生還原反應;與此同時,電解池溶液中的陰離子移向陽極,并在陽極上失去電子(也可能是陽極很活潑而本身失去電子)而被氧化,發(fā)生氧化反應。這樣,電子又從電解池的陽極流 出,沿導線而流回外接直流電源的正極。
?。?)電極反應的類型:
陽極反應為氧化反應,陰極反應為還原反應,故而陰極處于被保護的狀態(tài),而陽極則有可能被腐蝕。
3、電極名稱的進一步理解
原電池:
根據電子流動的方向可以把電極分成正、負極。流出電子的電極(或發(fā)生氧化反應的電極)為負極、流入電子的電極為(或發(fā)生還原反應的電極)正極;
電解池:
根據離子的遷移方向可以把電極分成陽極、陰極。陽離子移向的電極(或與直流電源負極相連的電極)為陰極、陰離子移向的電極(或與直流電源正極相連的電極)為陽極。
?、旁谠姵刂?,稱正極、負極,其中負極流出電子
⑵在電解池中,稱陽極、陰極,其中陰極流入電子
?、请娊獬氐年枠O與原電池的正極相連,電解池的陰極與原電池的負極相連
4、電極反應式和電解方程式的書寫
化學變化的表示表示方法
為了表示化學變化的不同側面,化學變化主要用化學方程式表示。具體分類如下:
⑴(普通)化學方程式
?、蒲趸€原方程式(標出電子轉移方向、數目等)
?、请x子方程式
?、入婋x方程式
?、伤夥匠淌?br> ⑹熱化學方程式(標明反應物、生成物的狀態(tài)及對應的熱效應)
?、穗姌O反應式
⑻電解方程式
電極反應式與電解方程式的書寫
書寫電極反應,首先要搞清楚電極材料,然后分析溶液中離子情況,再根據陰、陽極放電的規(guī)律,得出相應的結論。
電解過程總反應方程式叫電解方程式(指電解時總的化學方程式或離子方程式)。要正確書寫電解方程式,首先要正確寫出電極反應式,然后分析參加電極反應的離子來自何種物質,這樣才能正確寫出反應物、生成物,配平且在等號上方注明“電解”或“通電”。
書寫的具體步驟:
?、畔炔殛枠O電極材料和確定溶液中的離子種類
如用C電極電解CuSO4溶液:溶液中有CuSO4=Cu2++SO42—;H2O H++OH-。
溶液中存在Cu2+、H+、OH—、SO42—共4種離子。
?、朴煞烹婍樞虼_定放電產物和電極反應
C電極為惰性電極,不參加反應。
放電能力 Cu2+>H+ Cu2+放電生成Cu
OH—>SO42—,OH—放電生成O2
電極反應:
陰極 2Cu2++4e—=2Cu
陽極 4OH—-4e—=2H2O+O2↑
溶液中余下的H+和SO42—結合成新物質H2SO4。
?、怯呻姌O反應產物,寫出總反應式――電解方程式
如上述反應中的反應物為CuSO4和H2O,產物是Cu、O2和H2SO4,電解方程式為:
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
5、電離、水解和電解的比較
發(fā)生條件 變化實質 實 例
電 離 ①適用于電解質
②在溶液或熔化狀態(tài)中發(fā)生 電解質分離成自由移動的離子(在水溶液中形在水合離子) CuSO4=Cu2++SO42- ①電離是鹽類發(fā)生水解反應和電解反應的先決條件
②電解要通入直流電才能發(fā)生
③一般說,鹽類的水解反應是可逆的、微弱的;其他物質(如CaC2、醇鈉、鹵代烴、酯、多糖、蛋白質等)的水解程度與物質自身有關。
水 解 ①與水電離產生的H+或OH-結合成難電離物質等
②在水溶液中發(fā)生 組成鹽的酸根陰離子或金屬陽離子(包括NH4+)和水電離出的H+或OH—結合成弱電解質 CN-+H2O HCN+OH-
Cu2++2H2O..
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