高中原電池電解池方程式的書寫問題
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我想問一下電極反應(yīng)也就是一個電極的反應(yīng)書寫時用不用加氣體符號或沉淀符號,是可加可不加還是必須加,再就是反應(yīng)總式用不用加那些符號,有些人說高考不用加,求解啊
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- werewolfxhxp 2014-08-26 00:00:00
- 一句話,看當(dāng)?shù)馗呖伎季V要求。 一般來說要加。 但是如果你們那里寫半反應(yīng)式要求標(biāo)出物質(zhì)狀態(tài)如s、l、aq、g等等那就不用加。 兩種標(biāo)記不重復(fù)。
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- Fennyxiao2011 2014-08-26 00:00:00
- 總結(jié)的不錯。你看看 電解質(zhì)的導(dǎo)電的過程實質(zhì)上就是電解過程;電解是在外電源的作用下被迫發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程,把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而在原電池中正好相反,是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的過程,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 (一)電解 1、電解的定義 電解是使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在兩極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。其裝置叫電解池,常由直流電源、兩個電極、導(dǎo)線及電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))構(gòu)成。 2、放電順序 (1)陰極:與原電池負(fù)極相連的一極,陰極電極材料的本身受到保護(hù),不參與反應(yīng)。溶液中較易得電子的陽離子在陰極上得電子而被還原,在陰極得電子的難易順序為: Ag+>Fe3+>Cu2+>(H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>A13+>Mg2+>Na+ 當(dāng)此放電順序適用于陽離子濃度相差不大時,順序要有相應(yīng)的變動(當(dāng)溶液中H+只來自于水電離時,H+的放電順序介于A13+和Zn2+之間)。 (2)陽極:與原電池正極相連的一極。如果用活潑金屬做陽極,則陽極依金屬活潑性強弱的順序本身失電子被氧化成為陽離子進(jìn)入溶液;如果用惰性電極(如Pt、Au、石墨等)做陽極,則溶液中較易失電子的陰離子在陽極上失電子而被氧化。在陽極失電子的順序為: K>Ca>Na>…>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42->F- 3、電解反應(yīng)方程式的書寫步驟 (1)分析電解質(zhì)溶液中存在的離子(電解質(zhì)的電離和水的電離)。 (2)確定電極、分析離子的放電順序。 (3)寫出電極反應(yīng)式(注明電極名稱,用“=”,注意原子個數(shù)守恒)。 (4)寫出電解方程式。 4、電解規(guī)律(惰性電極做陽極) (1)電解水型:含氧酸、強堿和活潑金屬含氧酸鹽溶液。如:NaOH溶液、H2SO4溶液。 (2)分解電解質(zhì)型:無氧酸、不活潑金屬無氧酸鹽溶液(HF、氟化物除外)。如:HCl、CuCl2溶液。 (3)放H2生堿型:活潑金屬無氧酸鹽溶液(F-除外)。如:NaCl溶液。 (4)放O2生酸型:不活潑金屬含氧酸鹽溶液。如:CuSO4溶液。 電解實例 電解液 溶質(zhì)類別 電解總反應(yīng)方程式 被電解的物質(zhì) 溶液pH變化 NaOH溶液 強堿 2H2O2H2↑+O2↑ H2O 升高 H2SO4溶液 強酸 降低 Na2SO4溶液 活潑金屬的含氧酸鹽 不變 CuCl2溶液 不活潑金屬的無氧酸鹽 CuCl2Cu+Cl2↑ 電解質(zhì)本身 電解CuCl2時pH下降 HCl溶液 無氧酸 2HClH2↑+Cl2↑ 升高 NaCl溶液 活潑金屬的無氧酸鹽 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH 電解質(zhì)和水 升高 CuSO4溶液 不活潑金屬的含氧酸鹽 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 降低 NaCl(熔融) 熔融離子化合物 2NaCl2Na+Cl2↑ 電解質(zhì)本身 Al2O3(熔融) 2Al2O34Al+3O2↑ 【歸納總結(jié)】 (1)電解后判斷溶液pH的變化:先分析原溶液的酸堿性,再看電極產(chǎn)物。 ①如果只產(chǎn)生H2而沒有O2,則pH變大; ②如果只產(chǎn)生O2而無H2,則pH變??; ③如果既產(chǎn)生O2又有H2,若原溶液呈酸性則pH減小;若原溶液呈堿性pH增大;若原溶液呈中性pH不變。 ④如果既無O2產(chǎn)生也無H2產(chǎn)生,則溶液的pH均趨于7。 (2)使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法:先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng),再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如:①NaCl溶液:通HCl氣體(不能加鹽酸);②AgNO3溶液:加Ag2O固體(不能加AgOH);③CuCl2溶液:加CuCl2固體;④KNO3溶液:加H2O;⑤CuSO4溶液:CuO(不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3)等。 5、電化學(xué)計算的基本方法 有關(guān)電解的計算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積,某元素的化合價以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等。解答此類題的方法有兩種:一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式,應(yīng)用陰、陽兩極得失電子守恒進(jìn)行有關(guān)的計算;二是用惰性電極進(jìn)行電解的過程,若電解質(zhì)的陰陽離子不同時在兩極上放電,則陽離子放電的同時必有H+生成,n(H+)=n(陽離子)×電荷數(shù);陰離子放電的同時必有OH—生成,n(OH—)=n(陰離子)×電荷數(shù)。也可利用物質(zhì)的量的相關(guān)量關(guān)系(由電子得失守恒得),如,H2~Cl2~O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-。 (二)電解原理的運用 1、電鍍:用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的金屬(如鉻、鋅、鎳、銀)和合金(銅錫合金、銅鋅合金等)。 ⑴鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理(鍍鋅): 陽極:Zn-2eˉ = Zn2+ 陰極:Zn2++2eˉ=Zn ⑵電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。 ⑶在電鍍控制的條件下,水電離出來的H+和OHˉ一般不起反應(yīng)。 ⑷電鍍液中加氨水或NaCN的原因:使Zn2+離子濃度很小,鍍速慢,鍍層才能致密、光亮。 2、電解精煉銅:銅的精煉是以還原法制得的粗銅為原料,用電解法純化的過程。粗銅作陽極,精銅作陰極,電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出,銅后金屬不反應(yīng),形成“陽極泥”。 3、電解冶煉鋁:電解熔融電解質(zhì),可煉得活潑金屬。電源的負(fù)極是Z強的“還原劑”,可“強迫”活潑金屬的陽離子得電子。鋁是地殼含量Z多的金屬元素,又是用途很廣的金屬,但是由于它是較活潑的金屬,自然界沒有單質(zhì)鋁存在,很難制取它。用鈉還原氧化鋁,成本很高,不能大量生產(chǎn),1886年,青年科學(xué)家霍爾發(fā)明了用電解法制鋁以后,才大量生產(chǎn)鋁。 ⑴原料:冰晶石和氧化鋁(提純鋁土礦) ⑵原理: 陽極:2O2--4e =O2↑ 陰極:Al3++3e- =Al 總反應(yīng):4Al3++6O2ˉ電解====4Al+3O2↑ ⑶設(shè)備:電解槽(陽極C、陰極Fe)。因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)生成 CO和CO2,故需定時補充。 4、氯堿工業(yè):目前我國工業(yè)上大多采用立式隔膜電解槽。這種隔膜電解槽的陽極是由金屬鈦或石墨制成,陰極是鐵絲網(wǎng)做成的,網(wǎng)上吸附著一層石棉絨作為隔膜,這層隔膜把電解槽隔成陽極室和陰極室。 ⑴反應(yīng)原理: 陽極:2Cl--2e-==Cl2↑ 陰極:2H++2e-== H2↑ 總反應(yīng):2NaCl+2H2O電解====H2↑+Cl2↑+2NaOH ⑵設(shè)備:陽離子交換膜電解槽。陽離子交換膜的作用:它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,防止氫氣與氯氣混合反應(yīng)發(fā)生爆炸,防止氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng),影響燒堿的質(zhì)量。 ⑶制燒堿生產(chǎn)過程: ①食鹽水的精制:粗鹽(含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等)→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→過濾→加入鹽酸→加入離子交換劑(NaR) ②電解生產(chǎn)主要過程:NaCl從陽極區(qū)加入,H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電,破壞了水的電離平衡,使OH-濃度增大,OH-和Na+形成NaOH溶液。 【歸納總結(jié)】原電池與電解池的比較 項 目 原 電 池 電 解 池 反應(yīng)性質(zhì) 氧化還原反應(yīng) 自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng) 多為非自發(fā),但也可以是自發(fā)反應(yīng) 裝置性質(zhì) 化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能 電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能 電極名稱 負(fù)極和正極 陰極和陽極 電極反應(yīng)式 負(fù)極:失電子氧化反應(yīng) 陰極:得電子還原反應(yīng) 正極:得電子還原反應(yīng) 陽極:失電子氧化反應(yīng) 離子遷移方向 陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極 陽離子移向陰極,陰離子移向陽極 【點擊高考】縱觀歷年高考卷,電化學(xué)知識是一大命題熱點,特別是近幾年,甚至有的年份一張試卷上有幾處涉及。回顧歷屆高考經(jīng)典可以看出,有關(guān)原電池知識主要考點有:(1)原電池的判斷;⑵電極反應(yīng)方程式的書寫;⑶原電池電極反應(yīng)的類型、現(xiàn)象和速率;⑷實用電池(干電池、可充電電池、燃料電池等)的原理。有關(guān)電解池知識的常見考點有:⑴電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式;⑵兩極放電順序;⑶電解的應(yīng)用(電鍍、測定阿伏加德羅常數(shù)、制備有機(jī)物等);⑷根據(jù)電解規(guī)律及電解反應(yīng)方程式的計算;⑸判斷電解過程中溶液pH的變化;⑹電解和環(huán)保知識的綜合應(yīng)用。 原電池原理和電解原理都是歷年高考命題的熱點,大多以選擇題形式出現(xiàn),難度適中。在分析解答時,要特別注重把握準(zhǔn)以下幾點:①判斷什么池(原電池?zé)o外界電源,電解池陽極為惰性電極,電鍍池有外界電源陽極為活性電極);②判斷什么極(原電池活潑金屬、還原劑做負(fù)極,電解池與電源正極相連的為陽極、負(fù)極相連的為陰極);③抓電極反應(yīng)(反應(yīng)式書寫注意電子得失和原子個數(shù)守恒,注意離子放電對電極附近溶液酸堿性的影響);④抓總方程式(注意兩個電極的反應(yīng)式之和是總方程式,溶液的酸堿性變化與總方程式有關(guān))。 【典型例題】 例1. (2005全國I)關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是( ) A. 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色 B. 若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色 C. 電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 D. 電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?分析:電解氯化鈉溶液時,陰極附近OH-的濃度增大,滴入酚酞變紅,故A錯;在陽極得到氯氣,但在陰極得到的是氫氣,故C錯;電解一段時間后由于生成了氫氧化鈉溶液呈堿性,故D錯。答案B 例2. (2005天津)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+=( ) A. 陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:Ni2++2e-=Ni B. 電解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等 C. 電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+ D. 電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt 分析:電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng),且有鐵、鋅失去電子被氧化,故A錯;電解的過程中,由于生成的Fe2+和Zn2+不能在電極上被還原,兩電極發(fā)生的電極反應(yīng)不同,所以質(zhì)量不可能相同,B錯;電解后溶液中除Fe2+和Zn2+外,還應(yīng)有Ni2+,故C錯。答案D 例3. 下圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是( ) a極板 b極板 x電極 Z溶液 A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4 B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH C 銀 鐵 正極 AgNO3 D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2 分析:通電后a極板增重,表明溶液中金屬陽離子在a極板上放電,發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì),因此可確定a極板是電解池的陰極,與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極。選項C中x極為正極,故C不正確。A中電解液為CuSO4溶液,陰極a板上析出Cu而增重,陽極b 板上由于OH-離子放電而放出無色無臭的O2,故A正確。B中電解液為NaOH溶液,通電后陰極a上應(yīng)放出H2,a極板不會增重,故B不正確。D中電解液為CuCl2溶液,陰極a板上因析出Cu而增重,但陽極b板上因Cl-離子放電,放出黃綠色有刺激性氣味的Cl2,故D不正確。答案A 請采納答案,支持我一下。
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