注意失誤:1.把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池時,必須使用鹽橋才能實現(xiàn)氧化劑與還原劑的分離,否則不會有明顯的電流出現(xiàn)。
2.電子流向的分析方法
(1)改變條件,平衡移動;
(2)平衡移動,電子轉(zhuǎn)移;
(3)電子轉(zhuǎn)移,判斷區(qū)域;
(4)根據(jù)區(qū)域,判斷流向;
(5)根據(jù)流向,判斷電極。
1.圖解電解池工作原理(陽極為惰性電極)
2.正確判斷電極產(chǎn)物
①陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極,如果是活性電極作陽極,則電極材料失電子,電極溶解(注意:鐵作陽極溶解生成Fe2+,而不是Fe3+);如果是惰性電極,則需看溶液中陰離子的失電子能力,陰離子放電順序為S2->I->Br->Cl->OH-(水)。
②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)
3.對比掌握電解規(guī)律(陽極為惰性電極)
注意 電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物,但也有特殊情況,如用惰性電極電解CuSO4溶液,Cu2+完全放電之前,可加入CuO或CuCO3復(fù)原,而Cu2+完全放電之后,應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。
電解池電極反應(yīng)式書寫集訓(xùn)
(一)基本電極反應(yīng)式的書寫
2.按要求書寫電極反應(yīng)式
(1)用惰性電極電解NaCl溶液
陽極:2Cl--2e-===Cl2↑。
陰極:2H++2e-===H2↑。
(2)用惰性電極電解CuSO4溶液
陽極:4OH--4e-===2H2O+O2↑(或2H2O-4e-===O2↑+4H+)。
陰極:Cu2++2e-===Cu。
(3)鐵作陽極,石墨作陰極電解NaOH溶液
陽極:Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2。
陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
(4)用惰性電極電解熔融MgCl2
陽極:2Cl--2e-===Cl2↑。
陰極:Mg2++2e-===Mg。
據(jù)“交換膜”利用“信息”書寫電極反應(yīng)式
按要求書寫電極反應(yīng)式
(1)電解裝置如圖,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色,一段時間后,藍(lán)色逐漸變淺。
已知:3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O
陽極:2I--2e-===I2。
陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
(2)可用氨水作為吸收液吸收工業(yè)廢氣中的SO2,當(dāng)吸收液失去吸收能力時,可通過電解法使吸收液再生而循環(huán)利用(電極均為石墨電極),并生成化工原料硫酸。其工作示意圖如下。
陽極:HSO-2e-+H2O===3H++SO。
陰極:2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-)。
方法歸納:1.金屬腐蝕快慢的三個規(guī)律
(1)金屬腐蝕類型的差異
電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕。
(2)電解質(zhì)溶液的影響
①對同一金屬來說,腐蝕的快慢(濃度相同):強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。
②對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)濃度越大,腐蝕越快。
(3)活潑性不同的兩金屬,活潑性差別越大,腐蝕越快。
2.兩種腐蝕與三種保護(hù)
(1)兩種腐蝕:析氫腐蝕、吸氧腐蝕(關(guān)鍵在于電解液的pH)。
(2)三種保護(hù):電鍍保護(hù)、犧牲陽極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法。
1.無外接直流電源的串聯(lián)裝置
(1)甲裝置為原電池,其中Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+。
(2)乙裝置為電解池,其中Fe為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑。
2.有外接直流電源的串聯(lián)裝置
(1)甲裝置為電解池,其中Cu為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑。
(2)乙裝置為電鍍池,其中Cu為陽極,電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+。
方法歸納:電解計算破題“3方法”
(1)根據(jù)電子守恒計算
用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算,其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。
(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算
先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。
(3)根據(jù)關(guān)系式計算
根據(jù)得失電子守恒定律關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁,構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。
如以通過4 mol e-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:
(式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值)
該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng)式,靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題。
化學(xué)與物理結(jié)合的計算,主要涉及兩個公式:(1)Q=It=n(e-)F,F計算時一般取值96 500 C·mol-1。(2)W=UIt。
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