【疑难剖析】
电镀
电解精炼
定义
应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金属或合金
利用电解原理提纯金属
装置
举例
形成
条件
①镀层金属做阳极接直流电源正极,镀件做阴极接直流电源负极
②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液
③形成闭合回路
①不纯金属做阳极,纯金属做阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液做电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极
反应
(以铁上镀锌为例)
阳极:Zn-2e-Zn2+
阴极:Zn2++2e-Zn
(以精炼铜为例)
阳极:Cu(粗铜)-2e
Cu2+(主要)
阴极:Cu2++2e-
Cu(精铜)
电解(镀)
液浓度
不变
减小
联系
电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池
依据电池的工作原理,可以将氧化还原反应设计成原电池。设计思路如下:
设计思路
实例
以自发进行的氧化还原反应为基础
2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2
根据化合价变化,把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应
氧化反应(负极):Cu-2e-Cu2+
还原反应(正极):2Fe3++2e-2Fe2+
以两极反应为原理,确定电极材料及电解质溶液
负极材料:Cu
正极材料:石墨或铂
电解质溶液:FeCl3(aq)
画出示意图
原电池和电解池
外界条件对化学平衡的影响
以mA(g)+nB(g)pC(g) ΔH<0(m+n
条件变化
速率变化
移动方向
速率变化曲线
增大c(A)
或c(B)
v(正)增大
v(正)>v(逆)
正反应方向
减小c(A)
或c(B)
v(正)减小
v(正)逆反应方向
增大c(C)
v(逆)增大,
v(逆)>v(正)
逆反应方向
减小c(C)
v(逆)减小,
v(正)>v(逆)
正反应方向
增大压强或升高温度
v(正)、v(逆)
均增大,
v(逆)>v(正)
逆反应方向
减小压强或
降低温度
v(正)、v(逆)
均减小,
v(正)>v(逆)
正反应方向
充入不参与
反应的气体
体积不变时,
v(正)、v(逆)均不变
不移动
压强不变时,
v(正)、v(逆)均减小,相当于减小压强
向气体体
积增大的
方向移动
与减小压强相同
加催化剂
v(正)、v(逆)
均增大,
v(正)=v(逆)
不移动
电解过程中规律
电解
类型
电解质类
别(实例)
电极反应特点
电解
对象
电解质
溶液浓度
溶液
复原
电解
水型
强碱
(NaOH)
阴极:4H++4e-2H2↑
阳极:4OH--4e-
2H2O+O2↑
水
增大
加水
含氧酸
(H2SO4)
二者生
成的盐
(Na2SO4)
电解电解质型
无氧酸
(HCl)
电解质的阴、阳离子分别在两极放电
电解质
减小
通入HCl
气体
不活泼金属的无氧酸盐(CuCl2)
加CuCl2
放H2
生碱型
活泼金属
的无氧酸
盐(NaCl)
阴极:H2O电离产生的H+放电生成H2同时产生碱;
阳极:电解质的阴离子放电
电解质
和水
生成新
电解质
通HCl
气体
放O2
生酸型
不活泼
金属的
含氧酸盐
(CuSO4)
阴极:电解质的阳离子放电;
阳极:H2O电离产生的OH-放电产生O2同时生成酸
电解质
和水
生成新
电解质
加CuO
或CuCO3
金属的电化学防护
电化学
防护
牺牲阳极的阴极保护法
外加电流的阴极保护法
依据
原电池原理
电解原理
原理
形成原电池时,被保护金属作正极,不反应受到保护;活泼金属作负极,发生反应受到腐蚀。阳极要定期予以更换
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护金属作阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护
应用
一些钢铁设备如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌片
土壤、海水及河水中的金属设备
实例示
意图
锌锰干电池
普通锌锰干电池
碱性锌锰电池
电极材料
及电极反应式
正
极
C:2MnO2++2e-2MnOOH+2NH3
C:2MnO2+2H2O+2e-2MnOOH+2OH-
负
极
Zn:Zn+2NH3-2e-
Zn:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2
填充物
ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,另有MnO2和炭黑
KOH代替了普通锌锰干电池中的NH4Cl
电池总
反应式
Zn+2NH4Cl+2MnO2Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
Zn+2MnO2+2H2O+Zn(OH)2
优劣比较
制作简单,价格便宜,但因发生自放电而放电时间短,电压下降快等
比能量大,能提供较大电流并连续放电,但生产工艺要求高
