电化学基础
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用铅蓄电池电解CuSO4溶液(如右图)。已知铅蓄电池的总反应为:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 放电充电2PbSO4(s)+2H2O(l)
若电极材料均为石墨,电解一段时间后测得b极附近溶液PH减小,下列说法 正确的是
A.b极为负极
B.利用该池精炼铜,a极应为粗铜
C.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:PbO2(s)+4H+(aq)+ SO2-4 (aq)+4e-=PbSO4(s)+2H2O(l)
D.当析出6.4gCu时,池中产生气体1.12L(标准状况下)
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1、池型判断
(1)根据概念:原电池是将化学能转化为电能,电解池是将电能转化为化学能。
(2)根据是否有外接电源判断:有的为电解池。
(3)根据可充电电池判断:放电为原电池,充电为电解池。
2、电极方程式的书写
(1)原电池反应式的书写
①一般电极反应式的书写
②复杂电极反应式的书写
复杂电极反应式=总反应式—较简单一极的电极反应式
如CH4酸性燃料电池中
CH4+2O2===CO2+2H2O……总反应式
2O2+8H++8e-===4H2O……正极反应式
CH4+2H2O-8e-===CO2+8H+……负极反应式
(2)电解池电极反应式的书写
书写电解反应方程式的一般步骤:以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。
第一步:明确溶液中存在哪些离子。阳离子:Cu2+、H+;阴离子:OH-、SO2-4。
第二步:判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极:Cu2+>H+,阳极:OH->SO2-4。
第三步:写电极反应式和总的电解方程式。阴极:2Cu2++4e-=2Cu;阳极:2H2O-4e-=O2↑+4H+。
根据得失电子数相等,两极反应式相加得总的电解方程式:2CuSO4+2H2O=====电解2Cu+O2↑+2H2SO4。
3、惰性电极电解酸、碱、盐溶液的规律
电解质(水溶液) 被电解的物质 电极产物 电解质溶液pH的变化 溶液pH变化的原因[:]
阳极 阴极
强碱(如NaOH) 水 O2 H2 增大 水减少,碱的浓度增大
无氧酸(如HCl)除HF外 酸 非金属单质(如Cl2) H2 增大 酸的浓度降低
活泼金属的无氧酸盐(如NaCl) 水和盐 非金属单质(如Cl2) H2 增大 H+放电,c(OH-)>c(H+)
含氧酸(如H2SO4) 水 O2 H2 减小 水减少,酸的浓度增大
不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4) 水和盐 O2 金属单质(如Cu) 减小 OH-放电,c(H+)>c(OH-)
不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2) 盐 非金属单质(如Cl2) 金属单质(如Cu) 基本不变 水的电离平衡基本上未变
活泼金属的含氧酸盐(如KNO3) 水 O2 H2 不变 水减少,但其电离平衡未变