电解池原理
一、电解池原理
1、概念:将电能转变成氧化还原反应的化学能的装置。
2、条件:①有电极,可以相同,也可以不同。
②有电解质溶液
③电极外接直流电源,构成闭合回路。
3、装置图:如左上图是用铂电极电解硫酸铜溶液的装置图
CuSO4溶液
4、电极:与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极。
5、电极反应与电极反应式:阳极,阳极本身或者阴离子发生氧化反应;阴极,阳离子发生还原反应。
如图中电解池,阳极:4OH--4e- O2↑+2H2O或2H2O-4e- 4H++O2↑
阴极:Cu2++2e- Cu
总反应:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4
6、电子的移动方向:由电源的负极流向电解池的阴极,再由电解池的阳极回到电源的正极。
7、电流的流动方向:由电源的正极流向电解池的阳极,再由电解池的阴极回到电源的负极。
8、离子的移动方向:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。从而实现了溶液的导电过程。
9、意义:电解池将一个不可能的氧化还原反应得以实现。例如,铜与硫酸铜溶液不反应,但以铜作阳极,以石墨作阴极,就可以把铜从阳极搬运到阴极,实现铜和硫酸铜溶液的反应。
10、与原电池的关系:一个原电池可以作电解池的直流电源;一个可逆电池的充电过程是电解过程。可逆电池放电时负极的电极反应式的逆反应,是充电时阴极的电极反应式;可逆电池放电时正极的电极反应式的逆反应,是充电时阳极的电极反应式。
二、强化练习
1、关于电解NaCl 水溶液,下列叙述正确的是( C )
A、电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B、若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈红色
C、若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈红色
D、电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后,溶液呈中性
2、右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列
有关的判断正确的是( C )
A、a为负极、b为正极
B、a为阳极、b为阴极
C、电解过程中,d电极质量增加
D、电解过程中,氯离子浓度不变
3、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,
同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为2H++2e-==H2↑。
在X极附近观察到的现象是变红色。
②Y电极上的电极反应式为2Cl--2e-==Cl2↑
检验该电极反应产物的方法是用湿润的碘化钾淀粉试纸检验,变蓝色。证明产生氯气。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是纯铜,电极反应式是Cu2++2e-==Cu。
②Y电极的材料是粗铜,电极反应式是Cu-2e-==Cu2-
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
4、用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( D )
A、电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液p H不变
B、电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C、电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2
D、电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析