0  368428  368436  368442  368446  368452  368454  368458  368464  368466  368472  368478  368482  368484  368488  368494  368496  368502  368506  368508  368512  368514  368518  368520  368522  368523  368524  368526  368527  368528  368530  368532  368536  368538  368542  368544  368548  368554  368556  368562  368566  368568  368572  368578  368584  368586  368592  368596  368598  368604  368608  368614  368622  447090 

1、加氧时,就在反应物中加H2O或OH-

a、在中性或碱性溶液中加OH-(2OH -  H2O+O2-)

如钮扣电池以KOH为电解质溶液,其总反应式:Zn+Ag2O==2Ag+ZnO,根据加氧原则,负极反应式:Zn-2e-+2OH--== ZnO+H2O

b、在酸性溶液中加H2O(H2O 2H+ +O2-)

如铅蓄电池以硫酸为电解质溶液,其充电时,总反应式为:2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2

+2H2SO4,其阳极反应式:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+ SO42---+ 4H+

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5、加氧失氧原则

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4、是否共存原则

电极反应式的书写必须考虑介质环境,物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同。

例4、已知原电池总反应式为CH4+2O2===CO2+2H2O,(1)电解质溶液为KOH时,(2)电解质溶液为H2SO4时,分别写出该原电池的电极反应式。

解析:根据原电池总反应式可知,在反应中CH4被氧化,O2被还原,则CH4应在负极参加反应,O2应在正极参加反应。又根据是否共存原则,碱性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+参加反应,故负极反应式:CH4-8e-+10H+ CO32-+ 7H2O,正极反应式:O2+2H2O+4e-4OH-。若电解质溶液换成酸性溶液,根据是否共存原则,不可能有OH-参加或生成,负极反应式:CH4-8e-+2H2O= CO2+8H+,正极反应式:O2+4e--+ 4H+2H2O。

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3、加和性原则

根据得失电子守恒,总反应式应为两极反应式之和,若已知一个电极反应式,可用总式减去已知的电极反应式,得另一电极反应式;反之,如果已知两个电极反应式,则它们之和就是总反应式。

例3、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电极反应式:

阳极反应式:2CO+2CO32-- 4CO2+4e--

阴极反应式:_______________________,总反应式:________________________。

解析:在解题时,习惯上总是按题号顺序从前到后依次进行解答,但此题会遇到很大的困难,这是不妨打破常规,进行逆向思维。先写出难度较小的总反应式,再写出阴极反应式。由题意可知阳极气和阴极气反应生成CO2,而CO2又不与Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物反应,所以总反应式为2CO+O2=== 2CO2,同时又知阳极反应式,根据加和性原则可得阴极反应式:

   2CO+O2=== 2CO2

(2CO+2CO32-- 4CO2+4e-)

O2+4e-+2CO22CO32-

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2、与电解质溶液反应原则

如果以较活泼金属(金属活动性顺序表Pt 以前)作原电池的电极材料,一般以能自发的与电解质溶液起反应的电极材料作负极,如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池;Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。都是相对不活泼金属作负极。

例2、如图所示,Mg、Al用导线连接后分别浸入不同的电解

质溶液中,均可形成原电池,请分别写出电解质溶液为(1)稀硫酸,(2)浓氢氧化钠溶液时的电极反应式。

解析:(1)电解质溶液为稀硫酸时,Mg、Al都能与稀硫酸反应,但Mg比Al活泼,所以Mg作负极,Al作正极,故电极反应式为:负极:Mg-2e-Mg2+,正极:2H++2e-H2↑。

(2)电解质溶液换为NaOH溶液时,Mg不能与NaOH溶液自发的进行反应,而Al是两性金属,能与NaOH溶液起反应,所以该原电池装置中Al作负极,Mg作正极,再结合是否共存原则,相应的电极反应式:负极:Al+4OH--3e-AlO2-+2H2O,正极:2H2O+2e--H2↑+2OH-

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1、优先放电原理   电解电解质水溶液时,阳极放电顺序为:活泼金属阳极(Au、Pt 除外)>S2->I-> Br->Cl->OH-> 含氧酸根离子和F-。  即位于前边的还原性强的微粒优先失去电子。只要有水,含氧酸根离子和F-就不能失去电子。

阴极: Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>Pb2+ > H+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+ > Mg2+>Na+>Ca2+>K+

即位于前边的氧化性强的微粒优先得到电子。只要有水,一般H后面的离子不能得到电子。

例1、1LK2SO4和CuSO4的混合液中,硫酸根离子的浓度为2mol/L,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L(标准状况)气体,则原溶液中钾离子的浓度为

A 0.5mol/L  B 1mol/L  C  1.5mol/L  D  2mol/L

解析:由题给信息可知n(SO42-)=2mol,又由放电顺序可知:

阴极反应:先发生  后发生

阳极反应:

 则

又根据溶液中电荷守恒关系

C(K+)=2mol/L。答案:D

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2、酸碱盐水溶液的电解规律

根据离子的放电顺序,若采用惰性电极电解酸碱盐的水溶液,则有下述四点规律.

(1)电解无氧酸或不活泼金属无氧酸盐的水溶液时,其实就是电解质发生分解反应.例如:

(2)电解某些强含氧酸、强碱、某些活泼金属含氧酸盐的水溶液时,实际上是电解水.例如,电解等物质的水溶液,就属于此种情况。如:

(3)电解活泼金属无氧酸盐的水溶液时,例如,电解NaCl、KBr、等物质的水溶液,电解质和水都参加反应,阳极产物是非金属单质,阴极产物是同时生成碱()。

(4)电解某些不活泼金属含氧酸盐的水溶液时,例如,电解等物质的水溶液,电解质和水都参加反应,阴极产物是不活泼金属单质,阳极产物是同时生成酸()。

注意:上述规律的本质是离子在电极上的得失电子规律.

例题:采用惰性电极,电解符合下列各问题的电解质的水溶液,请从等离子中,选出适当的离子组合成符合要求的电解质.

(1)两极分别放出,电解质的化学式是_______________,阴极反应式是_______________,阳极反应式是_______________.

(2)阴极析出金属,阳极析出,电解质的化学式是_______________;电解的化学方程式是______________________________.

(3)两极分别放出气体,且体积为1∶1,电解质的化学式是_______________,电解的化学方程式是______________________________.

分析与解答

(1)要求是酸碱盐水溶液的电解规律中第二点中的电解质;(2)是第四点中的电解质;(3)是第三点中的电解质或第一点中的电解质.

答案

(1)

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1、离子的放电顺序

电解时,阴离子在阳极失去电子而被氧化,阳离子在阴极获得电子而被还原。我们把阴阳离子失去或获得电子的氧化还原过程叫做离子的放电。

(1)电解电解质水溶液时,阳极放电顺序为:活泼金属阳极(Au、Pt 除外)>S2->I-> Br->Cl->OH-> 含氧酸根离子和Fˉ。  即位于前边的还原性强的微粒优先失去电子。只要有水,含氧酸根离子和F-就不能失去电子。若阳极是活泼或较活泼金属时,一般是电极的金属失去电子,而不是电解液中阴离子放电。

(2)电解电解质水溶液时,阴极放电顺序为:Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>Pb2+> H+> Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+ > Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阳离子放电,其顺序大体可参照金属活动顺序来推断。位于金属活动顺序表后面的金属,其对应的阳离子越易得到电子:  即位于前边的氧化性强的微粒优先得到电子。只要有水,一般H后面的离子不能得到电子。

注意:

(1)活泼金属离子在溶液中不会得到电子.

(2)等不会失去电子.

(3)当时,先得电子而后得电子。

(4)石墨和金属铂是惰性电极,不会得失电子。

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2、铜的电解精炼

粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。

阴极:Cu2++2e=Cu   阳极:Cu-2e=Cu2+

比铜活泼的金属杂质--以阳离子形式留于溶液中

比铜不活泼的金属杂质--形成阳极泥

电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。

疑难点拨

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2.用石灰石、食盐、焦炭、水为空气为原料制取漂白粉、聚氯乙烯、乙酸乙酯的有关化学方程式。

答案:制取漂白粉:

CaCO3 =CaO + CO2↑  2 NaCl + 2 H2O =H2↑ + Cl2↑ 2NaOH  CaO + H2O == Ca(OH) 2   Ca(OH)2(石灰乳)+2 Cl2 = Ca(ClO)2+CaCl2 +2 H2O

   制聚氯乙烯:CaO + 3C == CaC2 + CO↑   H2 + Cl2  2HCl  CaC2 + 2H2O  HC≡CH↑ + Ca(OH) 2   HC≡CH + HCl  HC=CHCl 

制取乙酸乙酯:HC≡CH  + H2O  CH3CHO   CH3CHO  + H2CH3CH2OH

2CH3CHO + O2  2CH3COOH   CH3COOH  + CH3CH2OH  CH3COOCH2CH3 + H2O

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